La tectonique des plaques : l'histoire d'un modèle

http://planet-terre. ens-lyon http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-distribution-bimodale-altitudes-tectonique-plaques.xml Modèle fixiste. ce sont des ondulations du sial (= croûte continentale) qui engendrent les différences d'altitude. Ce modèle n'explique pas la bimodalité des altitudes (qui seraient réparties en « gaussienne » de part et d'autre d'une altitude moyenne).

% de la surface terrestre Distribution bimodale des altitudes "La genèse des continents et des océans", paru en 1912. « La statistique des surfaces terrestres de même altitude met en lumière le fait curieux que l’écorce du globe présente deux niveaux nettement prédominants entres lesquels les surfaces d’altitude moyenne sont une minorité.…/… » Altitude (en km) Profondeur % de la surface terrestre 10 8 6 4 2 -10 -8 -6 -4 -2 20 30 Terres émergées 150 106 km² Soit 30% Terres immergées 360 106 km² Soit 70% + 300 m - 4 800 m Mont Everest, 8 848 m Fosses des Mariannes, 11 022 m Courbe : théorique observée

http://planet-terre. ens-lyon http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-distribution-bimodale-altitudes-tectonique-plaques.xml Modèle de Wegener, la couche de sial est d'épaisseur constante (aux montagnes près). Mais le sial ne recouvre pas toute la Terre, et le sima affleure au fond des océans. Le sial peut se rompre, et ces morceaux dériver sur le sima à la manière de panneaux de banquise ou d'icebergs tabulaires dérivant sur l'océan. Ce modèle explique la bimodalité des altitudes et la quasi-constance de la gravité. Schéma : Pierre Thomas

Paléontologie De nouvelles découvertes de spécimens de Glossopteris, Mesosaurus, Cynognathus, et aussi Lystrosaurus, ont été réalisées depuis 1920.

Paléoclimats Les formations présentées ci-dessous sont toutes âgées de plus de 200 millions d’années.

La controverse : fixisme / mobilisme E. Suess 1930 1960 1990 1883 1912 La controverse : fixisme / mobilisme A. Wegener

E. Suess H. Jeffreys 1930 1960 1990 1883 1924 1912 A. Wegener Le rejet de la dérive des continents…malgré des arguments convaincants ! Harold Jeffreys : « l’intensité des forces supposées est bien trop faible, la résistance du sima bien trop forte pour permettre un déplacement appréciable des continents. »

Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement ! E. Suess H. Jeffreys 1930 1960 1990 1883 1924 1912 1928 A. Wegener A. Holmes Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement ! « Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur les bancs de l'école. » (R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

Schéma original de Holmes Schéma original de Holmes. (A) Holmes propose que l'existence de courants de convection dans le manteau,

Une interruption de 30 ans ! E. Suess H. Jeffreys 1930 1960 1990 1883 1924 1912 1928 A. Wegener A. Holmes Une interruption de 30 ans ! Damien Jaujard - UPEC/IUFM de Créteil

Flux de chaleur dissipé à la surface de la Terre E. Suess H. Jeffreys J. Vines, D. Matthews 1930 1960 1990 1883 1924 1963 1912 1928 1960 A. Wegener A. Holmes H. Hess La redécouverte du mobilisme…par les océans Flux de chaleur dissipé à la surface de la Terre

Carte simplifiée des sédiments marins de l’Atlantique Sud (d’après P. Bouysse- carte géologique du Monde) Crétacé sup. Crétacé inf. Plio-IV - 5,3 Miocène Oligocène Eocène Paléocène - 23,5 - 34 - 53 - 65 - 96 - 135 MA 550 km Amérique du Sud Afrique A B Km

Coupe Est-OUEST depuis l’axe de la dorsale jusqu’à la floride, âge des plus vieux sédiments au contact du basalte.

Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive. Glomar Challenger 1968 Depuis les années 1970, les campagnes de forages des fonds océaniques ont permis de dater les sédiments et de vérifier les vitesses de l’expansion océanique Tomographie sismique 1970 La tomographie sismique permet par l’étude des anomalies de vitesses des ondes de connaître la dynamique du manteau et de la lithosphère océanique. GPS Grâce au réseau de satellites GPS, les vitesses d’expansion détectées sont instantanées par un suivi continu ce qui permet d’observer une cinématique globale et de passer à un modèle à 12 plaques lithosphériques. 1980

Formation de la lithosphère océanique. Cristallisation Fractionnée Sédiments Chambre magmatique Basalte Cristallisation Fractionnée Gabbro 1300° Fusion Partielle Moho Péridotite

L’aspect actuel de la Terre est donc la conséquence de la formation en permanence d’une lithosphère océanique au niveau des dorsales. Cette divergence entraine le déplacement des masse continentale (dérive des continents). La lithosphère océanique s’enfonce dans l’asthénosphère au niveau des zone de subduction.

Comment expliquer les reliefs continentaux?