TECTONIQUE DES PLAQUES

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La dérive des continents

Au xvie siècle, les premières cartes globales de la planète montrent que les côtes d'Amérique de l'Est et de l'Afrique de l'Ouest semblent s'emboîter. Cette observation conduit plusieurs géographes et philosophes à proposer que les deux continents faisaient autrefois partie d'un même ensemble et qu'ils se sont séparés, un phénomène appelé « dérive des continents ».

Alfred Wegener (1880-1930), astronome et météorologue allemand, reprend l'idée de la dérive des continents en 1912. Il comprend que si deux continents s'écartent, l'océan qui les sépare est plus jeune qu'eux et s'agrandit. Pour étayer sa théorie, il accumule les observations. La continuité des structures géologiques entre l'Amérique de l'Est et l'Europe de l'Ouest, ainsi que la présence de fossiles identiques en Amérique du Sud et en Afrique témoignent d’anciens liens entre des continents aujourd'hui séparés. Wegener note aussi la présence de dépôts glaciaires dans des régions aujourd'hui éloignées des pôles. Il cherche à valider la théorie en déterminant la vitesse à laquelle l'Amérique et l'Europe s'éloignent l'une de l'autre mais ne réussit pas à cause d'erreurs de mesure trop importantes. À son époque, il est impossible d'établir que l'océan Atlantique s'agrandit de quelques centimètres par an.

Un peu plus tard, Arthur Holmes (1890-1965), géologue écossais, part du principe que la Terre perd de la chaleur et que cela induit en général des mouvements internes. Le phénomène, appelé convection, est propulsé par la force d'Archimède selon un principe physique élémentaire. Dans un liquide qui est refroidi à la surface, une couche superficielle est portée à basse température et est plus dense que l'intérieur. Cette couche a donc tendance à couler. À la surface, dont les dimensions ne peuvent pas changer, les mouvements ne sont possibles qu'avec des zones de tension, où deux côtés opposés tendent à diverger (s’écarter). C'est l'origine des océans selon Holmes, qui publie ses réflexions pour la première fois en 1929. Sur Terre, la situation est plus compliquée que dans un liquide homogène car il faut tenir compte de la croûte, dont la densité est plus faible que celle du manteau du fait de sa composition. Cette différence de densité étant plus grande que celle due au refroidissement, la croûte ne peut pas devenir plus dense que le manteau et n'est pas capable de couler par ses propres moyens. Il faut raisonner à l'échelle de la lithosphère, qui est constituée de croûte et de manteau, et tenir compte de la différence de structure entre les continents et les océans. Dans les continents, la croûte est épaisse et stabilise la lithosphère. Dans les océans, la croûte est mince et la densité élevée du manteau refroidi de la lithosphère domine : le mécanisme de la convection peut fonctionner. Holmes avance son hypothèse alors que ces différents points ne sont pas parfaitement établis. Mais il a bien compris que les courants de convection descendants, nécessairement plus denses que la moyenne, ont lieu en bordure des océans.

Les idées de Wegener et Holmes butent sur plusieurs difficultés. La première est l'absence de preuves directes. À leur époque, on ne peut mesurer la vitesse avec laquelle s'ouvrent les océans et on ne connaît pas l'âge des fonds marins. La deuxième difficulté est que, pour permettre des mouvements, l'intérieur de la Terre doit être suffisamment fluide et on ne peut le démontrer. Enfin, le mécanisme proposé par Holmes semble bien abstrait et compliqué. Les preuves tant recherchées se trouvent au fond des océans et il faudra encore un peu plus de trente ans pour les découvrir.

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

Recherches en sciences de la Terre ayant permis l’avènement de la tectonique des plaques
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Principe d’isostasie

Principe d’isostasie
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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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)

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

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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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris et à l'Institut de physique du globe de Paris, membre de l'Académie des sciences

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Pour citer l’article

Claude JAUPART, « TECTONIQUE DES PLAQUES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 juin 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonique-des-plaques/