THÈME1-B. La tectonique des plaques : histoire d’un modèle. CHAP. 2: De la dérive des continents à la tectonique des plaques:

Les mesures de flux thermique océanique à l’aide d’un appareil inventé par Edward BULLARD et débutées en 1954 révèleront de fortes anomalies positives à l’axe des dorsales. De la chaleur est libérée par la désintégration des éléments radioactifs découverte par Marie CURIE au début du XXe siècle.

Le rôle de la Seconde Guerre Mondiale dans la naissance de la tectonique des plaques a été primordial. Marie Tharp Bruce Heezen Maurice Ewing mettent en évidence la topographie des fonds océaniques (1956) par échosondage.

Une mise en relation explicative des deux faits bathymétrie des océans avec existence de dorsales et de fosses océaniques anomalies dans les valeurs du flux océanique thermique à leur niveau. est établie par Harry Hammond HESS en 1960.

H.H. Hess ne fait que réactiver l'idée de l’écossais Arthur HOLMES, émise dès 1929 que l'intérieur de la Terre soit un milieu convectif. Robert DIETZ en 1961 introduit le concept d’expansion des fonds océaniques. H.H. HESS et R. DIETZ remobilisent l’idée d’une dérive des continents de Wegener sans obtenir comme lui l’adhésion de la communauté scientifique.

Convection

Mécanisme de la convection La convection est un mécanisme de transfert de chaleur par mise en mouvement de matériaux ou de molécules. Flux thermique (perte de chaleur) Remontée d’eau chaude moins dense descente d’eau froide plus dense refroidissement Cellule de convection Source de chaleur

B/ Le paléomagnétisme des roches Patrick BLACKETT met au point un instrument pour mesurer le champ magnétique (1952) avec son assistant Keith RUNCORN et Ted IRVING déterminent la direction des paléopôles de roches d’âges différents et sur différents continents (1959) . Ils remobilisent l’idée d’une dérive des continents de Wegener sans obtenir eux aussi l’adhésion de la communauté scientifique.

Les apports du magnétisme: Sans que les raisons en soient élucidées, le champ magnétique terrestre s’inverse en moyenne tous les 300.000 ans. Aujourd’hui une boussole indiquant le Nord aurait indiquée le Sud il y a 1 Ma. Les anomalies magnétiques résultent de la Fossilisation du champ magnétique par les basaltes de la croûte océanique. Lorsque les roches riches en éléments ferromagnésiens se mettent en place, elles fossilisent le champ magnétique existant. Dans tous les océans, les anomalies positives Et négatives s'organisent en bandes parallèles

Deuxième phase dans la marche des idées. Le fait décisif : les mesures du magnétisme au niveau des océans aboutissent à la découverte sur le plancher océanique de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des dorsales.

A l’aide de magnétomètres traînés par des bateaux, les océanographes savent enregistrer en continu le magnétisme de la croûte océanique défilant sous les système d’enregistrement.

Une mise en relation explicative irréfutable Lawrence MORLEY Drummond MATTHEWS – Fred VINE 1963 Bernard BRUHNES découvre en 1901 l’existence d’inversions du pôle magnétique. L’idée d’expansion des fonds océaniques.

Désormais l’ensemble des recherches est axé à renforcer cette idée mobiliste et s’inscrit dans une étape de conséquences vérifiables;

164 135 96 83 65 23.5 5 2 âges en Ma inférieur moyen supérieur CRETACE

Arguments sédimentaires: Les cartes des fonds océaniques montrent que plus on s’éloigne de la dorsale :  Plus l’âge des sédiments reposant sur le basalte est ancien.  Plus l’épaisseur des roches sédimentaires augmente avec l’âge des sédiments reposant sur le basalte.  Une répartition symétrique des sédiments par rapport à la dorsale. Les sédiments au contact du basalte de la croûte océanique donnent une estimation de l’âge de la croûte océanique (basalte/gabbro) sous jacent. On remarque, que la croûte océanique n’a pas le même âge en tous ces points. Le basalte (donc la CO) est âgé au plus loin de la dorsale, contre les continents, au contraire le basalte au niveau de la dorsale est un basalte très jeune. Ces différentes observations ne peuvent s’expliquer que si on admet une ouverture progressive, une expansion de l’océan par formation au niveau de la dorsale d’une lithosphère océanique jeune. Cette formation (accrétion de matière) au niveau de la dorsale d’une lithosphère océanique jeune provoque un écartement des matériaux anciens (lithosphère océanique âgée et sédiments) qui dérivent à droite et à gauche de l’axe de la dorsale (d’où la symétrie observée). Cette dynamique explique que les premiers sédiments déposés, les plus anciens soient aujourd’hui les plus éloignés de la dorsale. L’expansion de l’océan éloigne les continents, provoque une divergence des plaques

Basalte de la croûte océanique CO Coupe des fonds océaniques entre la Floride et la dorsale de l’atlantique nord. Répartition des sédiments océaniques Ouest Est Dorsale Plateau Talus Sédimentation Plaine abyssale G F E D B C A Croûte continentale Floride CO fabriquée lors du crétacé supérieur (-96 Ma) Basalte de la croûte océanique CO CO fabriquée lors du crétacé inférieur (-135 Ma) CO fabriquée lors du jurassique (-200 Ma) Distance à la dorsale (KM)

L’interprétation de la répartition des foyers sismiques au niveau des fosses océaniques. Kiyoo WADATI 1930 Hugo BENIOFF 1955

Il doit exister une zone de découplage . L’analyse des enregistrements avec des ordinateurs de plus en plus performants de la propagation des ondes de surface (Rayleigh et Love) par Don ANDERSON, élève de Béno GUTENBERG qui lui en avait subodoré l’existence dès 1926. Inge LEHMANN place cette zone la LVZ entre 135 et 200 km de profondeur.

Ils définissent les notions de lithosphère et d’asthénosphère et montrent qu’au niveau des fosses océaniques la lithosphère s’enfoncent dans le manteau.

Manteau lithosphérique Manteau asthénosphérique Fosse Croûte océanique Océan O Croûte océanique Lithosphère Manteau lithosphérique 10O Isotherme 1300°C Foyers sismiques Subduction Prof ond eur (Km) 20O Asthénosphère Manteau asthénosphérique Lithosphère Manteau 30O 40O Le modèle de la subduction

Lithosphère et asthénosphère 7 à 10 Km Croûte océanique Croûte continentale 30 à 70 KM Lithosphère continentale 100 KM Lithosphère océanique 100 km Basaltes/Gabbro Granite Moho Moho Manteau lithosphérique Péridotite cassante Manteau lithosphérique Péridotite cassante Isotherme 1300 °C Isotherme 1300 °C Manteau Asthénosphérique Péridotite ductile Manteau Asthénosphérique Péridotite ductile Lithosphère et asthénosphère