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La dérive des continents et la tectonique des plaques

Montagnes himalayennes

Himalayan mountains (David Mark, Pixabay)

Montagnes himalayennes

Himalayan mountains (David Mark, Pixabay)

Parlons sciences
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Découvrez les théories de la dérive des continents et de la tectonique des plaques et découvrez ce qui se passe lorsque les plaques entrent en collision!

La dérive des continents et la tectonique des plaques

La dérive des continents

Aujourd’hui, la plupart des gens savent que les masses terrestres de la planète se déplacent, mais ça n’a pas toujours été le cas. Ce n’est qu’au début du 20e siècle que le scientifique allemand Alfred Wegener a émis l’idée que les continents terrestres bougeaient, dans un mouvement qu’il a appelé « dérive des continents ». Il n’était pas le premier ni le seul à avoir formulé cette hypothèse, mais il a été le premier à la rendre publique.

Wegener a émis cette hypothèse parce qu’il avait constaté que les côtes de l’Afrique de l’Ouest et celles de l’Est de l’Amérique du Sud ressemblaient à des pièces de casse-tête qui se seraient détachées et éloignées l’une de l’autre. En examinant tous les continents, il a émis l’hypothèse qu’ils avaient tous déjà été unis en un seul supercontinent (baptisé plus tard Pangée) il y a près de 225 millions dannées (voir la figure 4). Le nom « Pangée » vient du grec ancien « pan » qui signifie « entier », et « Gaia » qui signifie « Terre ». La Pangée n’est pas le seul supercontinent qui aurait existé. On croit qu’il y en aurait eu d’autres avant.

Le mouvement des plaques tectoniques au fil du temps
<p>Le mouvement des plaques tectoniques au fil du temps (Source : <a href="https://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/historical.html">U.S. Geological Survey</a>).</p>

Le concept de masses terrestres en mouvement semble évident maintenant, mais il a fallu plusieurs années avant que la théorie de la dérive des continents soit acceptée. Pourquoi? Tout d’abord, Wegener ne pouvait expliquer de façon convaincante la cause de la dérive (il pensait que les continents se déplaçaient en raison de la rotation de la Terre, ce qui a été prouvé faux plus tard). Ensuite, il était météorologue (un spécialiste de la météo). Les géologues croyaient donc qu’il ne savait pas de quoi il parlait.

Des fossiles comme éléments de preuve

Les preuves fossiles appuient fortement la théorie de la dérive continentale. Des fossiles de plantes et d’animaux similaires ont été retrouvés dans des roches d’âge semblable sur les côtes de différents continents, ce qui pourrait prouver que ceux-ci ont déjà été joints. Par exemple, des fossiles de Mesosaurus, un reptile d’eau douce, ont été découverts au Brésil et en Afrique de l’Ouest (voir la figure 5). Des fossiles du reptile terrestre Lystrosaurus ont aussi été retrouvés dans des roches du même âge en Afrique, en Inde et en Antarctique.

Carte des preuves fossilifères
<p>Carte des preuves fossilif&egrave;res (Source: Osvaldocangaspadilla [domaine public] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Snider-Pellegrini_Wegener_fossil_map.svg">Wikimedia Commons</a>).</p>

La tectonique des plaques

La théorie de la tectonique des plaques est basée sur la théorie de la dérive des continents de Wegener. Dans cette nouvelle théorie, ce sont les plaques tectoniques, plutôt que les continents, qui se déplacent.

Les plaques tectoniques sont des morceaux de lithosphère et de croûte qui flottent sur l’asthénosphère. On compte actuellement sept grandes plaques qui composent la plus grande partie des continents et l’océan Pacifique. Il s’agit de :

  1. la plaque africaine;
  2. la plaque antarctique;
  3. la plaque eurasienne;
  4. la plaque indo-australienne;
  5. Nla plaque nord-américaine;
  6. la plaque pacifique;
  7. la plaque sud-américaine.
Les plaques tectoniques
<p>Les plaques tectoniques (Parlons sciences en utilisant une image de USGS [domaine public] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plates_tect2_en.svg">Wikimedia Commons</a>).</p>

Il y a huit plaques secondaires plus petites ainsi que plusieurs microplaques qui ne représentent pas une masse terrestre importante. Les plaques tectoniques ne déplacent pas uniquement les masses terrestres (croûte continentale), mais également les océans (croûte océanique). Comme les plaques flottent sur de la roche liquide, elles bougent et se heurtent constamment. Cela signifie que la taille et la position des plaques changent au fil du temps.

Les plaques tectoniques bougent parce que la lithosphère, qui compose les plaques, est plus rigide et moins dense que l’asthénosphère sous-jacente — les plaques solides se déplacent donc sur la roche liquide. On pourrait croire que ces plaques se déplacent à vive allure, mais en fait, elles bougent TRÈS LENTEMENT! Leur vitesse varie de 10 à 40 mm par année (la vitesse de la croissance des ongles), jusqu’à une vitesse maximale de 160 mm par année (celle de la croissance des cheveux). Les géologues ont commencé à accepter la théorie de la tectonique des plaques à la fin des années 1950 et au début des années 1960, lorsqu’ils ont commencé à comprendre le concept de lexpansion des fonds océaniques. Les fonds océaniques s’élargissent lorsque les plaques océaniques séloignent les unes des autres (la divergence). Lorsque cela se produit, des fissures apparaissent dans la lithosphère, ce qui permet au magma (roche liquide et chaude) de remonter et de se refroidir, formant ainsi un nouveau plancher océanique. Le mouvement contraire de la divergence est la convergence, qui se produit lorsque les plaques se rapprochent les unes des autres. De la matière peut être repoussée vers le haut (obduction), ce qui forme des montagnes, ou vers le bas (subduction), dans le manteau. Le matériel perdu par subduction est compensé par la formation d’une nouvelle croûte océanique à la suite de l’expansion des fonds océaniques.

Lorsque des plaques tectoniques se rencontrent, il peut se produire des éruptions volcaniques et des tremblements de terre ainsi que la formation des montagnes et des fosses océaniques. Examinons plus attentivement certains de ces processus.

Les montagnes et les volcans

Qu’ont en commun les montagnes et les volcans? Ce sont deux types de grandes formations géologiques escarpées faites de roches qui apparaissent lorsque les plaques tectoniques se heurtent et s’éloignent. Selon l’endroit où il se produit et le type de plaque tectonique en jeu, le choc entre les plaques produira des montagnes ou des volcans.

Pour comprendre le résultat des chocs entre les plaques, il faut savoir deux choses.

  1. Il existe deux grands types de plaques tectoniques : les plaques continentales et les plaques océaniques.
  2. Les plaques océaniques sont les plus denses.

Voyons comment les plaques tectoniques forment les montagnes et les volcans.

  1. Lorsque deux plaques océaniques divergent (s’éloignent), des volcans se forment sous l’eau, dans les fissures de la croûte terrestre. Examinons par exemple la dorsale médio-atlantique qui s’étend de l’océan Arctique jusque passé la pointe sud de l’Afrique. La dorsale contient tellement de volcans de grande taille qu’elle est considérée comme la plus longue chaîne de montagnes au monde. L’Islande est située sur cette dorsale (voir la figure 7). Les triangles rouges sur l’image pointent vers les volcans actifs.
  2. Lorsque deux plaques continentales convergent sur terre (se heurtent), des montagnes se forment parce que les plaques, qui ont la même densité, poussent l’une contre l’autre, ce qui entraîne un plissement de la roche. Dans une montagne, la croûte est plus épaisse que dans la région environnante. L’Himalaya est le résultat d’un tel processus.
    L’Islande est située sur la dorsale médio-atlantique
    <p>L&rsquo;Islande est situ&eacute;e sur la dorsale m&eacute;dio-atlantique (Source : Parlons sciences en utilisant une image de USGS [Public domain] via <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iceland_Mid-Atlantic_Ridge_Fig16.gif">Wikimedia Commons</a>).</p>
  3. Lorsqu’une plaque océanique (1) converge avec une plaque continentale (2), la plaque océanique glisse sous la plaque continentale (subduction) parce qu’elle est plus dense (3) (voir la figure 8). La plaque océanique peut pénétrer si profondément sous la plaque continentale et dans le manteau qu’elle fond et se transforme en magma (4). La pression provenant du centre de la Terre augmente et force le magma à s’infiltrer dans les points faibles de la croûte (5). Le magma sous haute pression émerge parfois des cheminées volcaniques sous forme de lave et forme un cône volcanique (6).

 

Subduction of an oceanic plate/Subduction d’une plaque océanique
<p>Subduction d&rsquo;une plaque oc&eacute;anique (Parlons sciences en utilisant une image de <a href="https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Destructive_plate_margin.svg">Wikimedia Commons</a>).</p>

En savoir plus

Tectonique des plaques L'Atlas canadien enligne -- Information générale au sujet des plaques tectoniques.

Refond le monde (histoire géologique de la terre) video de « C'est pas sorcier » -- Épisode « Sorcier refont le monde » de l’émission au sujet de l’histoire géologique de la Terre.

Références

Alden, A. (2020, January 17). What is subduction? ThoughtCo.

The Editors of Encyclopaedia Britannica. (n.d.). Continental drift.

National Geographic. (n.d.). Continental drift.

United States Geological Survey. (n.d.). How do volcanoes erupt?

Van Andel, T. H. (n.d.). Plate tectonics. Encyclopaedia Britannica.