DÉRIVE DES CONTINENTS

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La renaissance d'une théorie mobiliste

D'une façon générale, la tentative de Wegener pour changer les bases des sciences de la Terre a échoué parce qu'on ne possédait pas alors de données suffisantes sur les fonds océaniques et l'intérieur du globe terrestre, parce que Wegener avait choisi un schéma inexact et parce que les indications qu'il donnait sur les déplacements continentaux étaient imprécises. En 1956, des découvertes de plusieurs ordres vinrent modifier cette situation. Elles portaient essentiellement sur le paléomagnétisme, l'expansion et l'âge récent des fonds océaniques et la sismologie.

Paléomagnétisme et expansion océanique

Dès le début du xxe siècle, on avait montré que certaines roches, notamment les basaltes et les grès rouges, conservaient la trace du champ magnétique régnant au moment de leur genèse. Les travaux se développèrent peu à peu et se perfectionnèrent jusqu'en 1956, époque à laquelle plusieurs auteurs purent affirmer, indépendamment les uns des autres, que les données paléomagnétiques en provenance de divers continents montraient de façon formelle les déplacements relatifs de ces derniers.

En 1928, Arthur Holmes avait avancé l'hypothèse de l'expansion océanique, mais il fallut une trentaine d'années pour que celle-ci soit définie avec précision, lorsque William Maurice Ewing et Bruce C. Heezen établirent la continuité du système médio-océanique, montrant que la plus grande « chaîne de montagnes » du monde s'étend sur toute la longueur de l'océan Atlantique, à travers l'océan Indien, et du sud de la Nouvelle-Zélande au golfe de Californie. En 1962, Harry H. Hess a exposé en détail le mécanisme de l'expansion, maintenant largement accepté. Selon cet auteur, une montée magmatique du manteau et un système de courants sous-crustaux écartent sans relâche les fonds marins de chaque côté des dorsales médio-océaniques ; le long de celles-ci s'épanchent de nouveaux matériaux, tandis que d'autres parties de la lithosphère sont, au contraire, réabsorbées, au même rythme, dans les fosses océaniques et les jeunes chaînes de montagnes. Ces idées s'accordent avec le fait que la croûte continentale, constituée de silicates légers et épaisse d'environ 30 kilomètres, flotte sur le manteau comme une écume. La croûte océanique, plus mince, ne représente que le manteau supérieur sensiblement modifié et peut donc être facilement réengloutie. En revanche, il est difficile de faire passer un continent sous un autre, et la collision des continents stoppe leur progression.

Dorsales médio-océaniques et âge du fond des océans

Dessin : Dorsales médio-océaniques et âge du fond des océans

Les dorsales médio-océaniques et l'âge du fond des océans : état des connaissances en 1968 (d'après J.R. Heirtzler et al., 1968, modifiée). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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En 1963, Frederick J. Vine et Drummond H. Mattews et, d'un autre côté, Lawrence W. Morley et A. Larochelle ont mis au point une méthode très précise de repérage et de datation des mouvements crustaux. Ces auteurs ont utilisé le fait que les inversions du champ magnétique terrestre se sont inscrites dans le fond des océans, à mesure de son déploiement, comme sur une bande magnétique. C'est à Bernard Bruhnes que l'on doit d'avoir découvert le principe de cette horloge naturelle. Il établissait, dès 1906, que le champ magnétique terrestre s'inversait, à quelques centaines de milliers d'années d'intervalle, en disparaissant puis en réapparaissant avec les pôles magnétiques Nord et Sud inversés. Cette échelle chronologique a été étalonnée avec précision pour plusieurs millions d'années par Allan Cox, Richard R. Doell et G. Brent Dalrymple, et par Ian McDougall et F. H. Chamalaun, qui ont mesuré l'âge et l'aimantation de nombreuses laves continentales récentes. Vine et James R. Heirtzler ont montré qu'une grande partie des fonds marins est zébrée de zones d'anomalie magnétique parallèles à l'axe des dorsales et que la largeur des bandes successives est proportionnelle à la durée des périodes paléomagnétiques déterminées à partir des laves. Cela s'explique si l'on admet que les fonds océaniques se déploient, de part et d'autre des dorsales, à vitesse constante. La coïncidence est trop parfaite et générale pour être due au hasard, et l'expansion océanique est la seule explication valable jusqu'à présent.

Échelle chronologique des inversions de polarité géomagnétique

Dessin : Échelle chronologique des inversions de polarité géomagnétique

Échelle chronologique des inversions de polarité géomagnétique. Les mesures de polarité ont porté sur diverses laves datées par la méthode potassium-argon (d'après Cox, Doell et Dalrymple). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Dorsales médio-océaniques et âge du fond des océans

Dessin : Dorsales médio-océaniques et âge du fond des océans

Les dorsales médio-océaniques et l'âge du fond des océans : état des connaissances en 1968 (d'après J.R. Heirtzler et al., 1968, modifiée). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Mécanisme de l'expansion et magnétisme du fond océanique dans la région de la dorsale de Juan de Fuca

Diaporama : Mécanisme de l'expansion et magnétisme du fond océanique dans la région de la dorsale de Juan de Fuca

Mécanisme de l'expansion et magnétisme du fond océanique dans la région de la dorsale Juan de Fuca (460 N., 1300 O.). Le bloc-diagramme (a) montre comment les laves basaltiques ascendantes sont aimantées par le champ magnétique terrestre à mesure qu'elles forment, en se consolidant, la... 

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Cette thèse a été encore renforcée par la découverte (Neil D. Opdyke), dans des sédiments marins non remaniés prélevés par carottage, d'une faible aimantation normale ou inverse, les rapports des épaisseurs comprises entre deux inversions étant identiques à ceux mis en évidence dans les laves.

Si les fonds océaniques sont réellement en expansion, ils doivent être très jeunes près des dorsales et progressivement plus anciens vers les bords des océans. Or, comme l'a souligné John Tuzo Wilson, aux abords des côtes on ne rencontre effectivement, à côté des sédiments récents, que des îles volcaniques anciennes ; près des dorsales, en revanche, on ne connaît pas d'îles anciennes, et il faut se rapprocher des bords pour voir l'âge des îles augmenter peu à peu. De même, B. M. Funnell et d'autres chercheurs, étudiant des « carottes », ont découvert que l'âge maximal des sédiments augmente à mesure que l'on s'éloigne des crêtes médio-océaniques. Comme l'ont établi, d'autre part, W. M. Ewing et J. Ewing, l'épaisseur totale des sédiments croît depuis zéro près des dorsales jusqu'à plusieurs kilomètres près des continents.

Un autre fait de grande portée est certainement l'ensemble des travaux réalisés par Bryan Isacks, Jack Oliver et Lynn R. Sykes (1968), établissant une relation entre la répartition des séismes selon leur type et l'expansion océanique. Ces auteurs ont montré que l'examen des séismes permet de déterminer le trajet suivi par les panneaux du manteau sous les fosses océaniques jusqu'à des profondeurs de plusieurs centaines de kilomètres (cf. tectonique des plaques, fig. 11).

Les études sismologiques ont aussi aidé à interpréter l'existence des grandes zones de fracture qui tronçonnent les dorsales de tous les océans. Henry W. Menard en a décrit de nombreuses dans le Pacifique, qu'il a assimilées à de grandes failles. V. Vacquier et son équipe du navire océanographique Pioneer ont montré que, dans ces zones, se produit un décalage des bandes d'anomalie magnétique portant sur plusieurs centaines de kilomètres, ce qui confirme qu'il s'agit bien de failles le long desquelles les fonds océaniques se déplacent. Mais ces auteurs n'expliquent pas pourquoi ces grandes failles recoupent souvent les côtes sans pour autant y produire de perturbations, B. C. Heezen et J. B. Hersey ont relevé d'autres grandes fractures qui traversent l'Atlantique équatorial entre l'Amérique du Sud et l'Afrique, et se manifestent par de grands décrochements de la dorsale médio-atlantique sans affecter les continents ; selon l'explication donnée par Wilson et Sykes, on est, dans les zones où la croûte se déploie ou est réabsorbée, en présence d'une nouvelle classe de failles que les géo [...]

Atlantique équatorial : la dorsale médio-océanique et les failles de raccord

Dessin : Atlantique équatorial : la dorsale médio-océanique et les failles de raccord

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Positions des continents au cours des derniers 200 millions d'années

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Répartition des deux faunes cambriennes de part et d'autre de l'Atlantique actuel

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John Tuzo WILSON, « DÉRIVE DES CONTINENTS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 02 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/derive-des-continents/