TECTONIQUE DES PLAQUES

La tectonique des plaques est une théorie scientifique qui est née en 1967-1968 après des décennies d'exploration des fonds marins. Point culminant des recherches sur la dérive des continents et la formation des océans, elle établit que la surface terrestre, considérée alors comme majoritairement immobile, est en mouvement permanent et que les fonds marins (ou plancher océanique) sont jeunes et constamment renouvelés, entraînant avec eux les continents. Les déplacements « horizontaux » à la surface terrestre sont le fait d'un petit nombre de plaques rigides – appelées plaques tectoniques ou plaques lithosphériques – en interaction les unes avec les autres. Les tremblements de terre et les éruptions volcaniques sont principalement localisés aux frontières de ces plaques. Une chaîne de montagnes est le résultat de la disparition d'un océan et de la collision des deux continents qui le bordaient.

Véritable révolution scientifique, la tectonique des plaques a changé radicalement notre compréhension de la Terre. Universellement reconnue, elle fournit un cadre cohérent permettant d’expliquer la plus grande partie des phénomènes et structures géologiques de notre planète. Les liens entre ces différentes manifestations géologiques paraissent désormais si évidents que l’on est en droit de se demander pourquoi il a fallu autant de temps pour élaborer cette théorie. Pour comprendre, il faut remonter le temps et faire le point sur les avancées scientifiques qui ont permis l’avènement de la tectonique des plaques.

L'origine des reliefs

La caractéristique la plus évidente de la planète Terre est son relief visible qui est marqué par l'existence de deux grands domaines – les continents et les grands bassins océaniques – et par des chaînes de montagnes traversant les continents. C'est naturellement sur ces structures que se sont portées les premières interrogations scientifiques. Jusqu'au xix^e siècle, les océans sont considérés comme un vestige d'une couche d'eau primordiale qui recouvrait jadis l’ensemble du globe. L'évaporation progressive de l'eau aurait laissé émerger des points hauts : les continents. En fait, cette idée ne répond pas à deux questions beaucoup plus significatives : d'où vient le grand contraste topographique entre les continents et les océans ? Comment ont été créés ces grands bassins profonds ?

Pour les géologues ainsi que pour les physiciens intéressés par la Terre, le xix^e siècle est dominé par trois thèmes : le refroidissement de la planète, la rigidité de sa matière et les mécanismes de la formation des chaînes de montagnes. Il est acquis que la Terre est née à haute température et qu'elle s’est progressivement refroidie avec un intérieur resté chaud, comme le démontrent les volcans et les températures élevées régnant dans les galeries des mines profondes. Le fait que la planète supporte des charges importantes comme des chaînes de montagnes semble démontrer qu'elle est particulièrement rigide. Mais, si c'était le cas, les mouvements internes seraient impossibles et le relief serait hérité d'un temps ancien, en quelque sorte figé depuis des temps immémoriaux. Ce raisonnement n'est pas compatible avec les spectaculaires plissements des couches géologiques que l'on peut observer dans les chaînes de montagnes. Ceux-ci sont les témoins de phases de compression horizontale et indiquent que des déplacements ont eu lieu à la surface de la Terre. Puisque l'on connaît des chaînes de montagnes d'âges différents, on en déduit que de tels mouvements se sont répétés à plusieurs reprises.

Recherches en sciences de la Terre ayant permis l’avènement de la tectonique des plaques

Cette chronologie simplifiée porte sur la période des sciences de la Terre marquée par une approche physique des phénomènes. Chaque ligne correspond à un grand thème de recherche ou un grand programme d'exploration de notre planète. Plus nombreux dans la seconde moitié du XXe siècle,... 

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La pesanteur terrestre est due à la masse du globe. Au xix^e siècle, on sait qu’elle est trop forte pour être expliquée par la densité des roches visibles en surface. Il faut donc imaginer des roches différentes et plus denses sous la couche superficielle (appelée croûte) et qui constituent le manteau. L'épaisseur de la croûte continentale (près de 40 kilomètres en moyenne) ne sera connue qu'au début du xx^e siècle. Les roches de la croûte océanique et du manteau seront identifiées bien plus tard, dans les années 1950.

Une information importante est apportée par des mesures locales du champ de pesanteur, celles-ci révélant la distribution des masses sous la surface terrestre. Des mesures très précises réalisées au voisinage de la [...]

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Recherches en sciences de la Terre ayant permis l’avènement de la tectonique des plaques
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Principe d’isostasie
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Rassemblement des continents de part et d’autre de l’Atlantique à la fin du Paléozoïque (il y a environ 250 millions d’années)
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Modèle synthétique de la structure et de l’expansion des fonds océaniques proposé par Harry Hess en 1954
Crédits : Harry Hess ; traduction : EUF

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