TECTONIQUE DES PLAQUES

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La décennie « magique » : 1955-1965

Les recherches s'accélèrent après la Seconde Guerre mondiale. Le développement des sous-marins fait que l'exploration des fonds océaniques devient un enjeu militaire majeur. En outre, les avancées scientifiques donnent naissance à divers appareils de mesure très précis (magnétomètres, sonars…).

Confirmation de la dérive des continents

À la surface du globe, le champ magnétique terrestre est distribué de manière simple avec deux pôles magnétiques qui coïncident à peu près avec les pôles géographiques. Lorsqu'une roche se forme, par refroidissement à partir d'une lave ou par sédimentation, elle acquiert une aimantation permanente qui reflète la position des pôles magnétiques. Cette information est enregistrée dans la roche une fois pour toutes. En 1956, une nouvelle discipline scientifique, le paléomagnétisme, voit le jour, en lien avec les travaux du physicien anglais Keith Runcorn (1922-1995). Celui-ci note que l'aimantation de roches anciennes d'Amérique du Nord correspond à des pôles magnétiques qui ne coïncident pas avec ceux d'aujourd'hui. Il parle de dérive des pôles. Il constate ensuite que les pôles magnétiques fossiles qui ont été enregistrés au même âge géologique dans les continents américain et européen occupent des positions différentes. Or il n'existe qu'un seul pôle Nord magnétique à un instant donné. Runcorn en déduit que ce ne sont pas les pôles qui se déplacent, mais les continents. La dérive des continents est alors en principe établie, mais ces « preuves » magnétiques ne sont pas immédiatement acceptées par la communauté scientifique car elles proviennent d'une méthode nouvelle qui demande à être validée.

Harry Hess et l'expansion des fonds océaniques

Le géologue et minéralogiste américain Harry Hess (1906-1969) établit en 1942 la première carte structurale d'un océan (le Pacifique). Il révèle l'existence de grandes zones de fractures qui traversent l'océan et de nombreux volcans sous-marins. La multiplication des campagnes bathymétriques montre que tous les grands océans possèdent la même structure de base. Une dorsale, c’est-à-dire une chaîne de montagnes intraocéanique, parcourt chaque bassin dans toute sa longueur et, au fur et à mesure que l'on s'éloigne d'elle, la profondeur du plancher océanique augmente progressivement. Cette variation remarquablement régulière s'interrompt au contact du plateau continental. De nombreuses failles découpent les dorsales en tronçons décalés les uns par rapport aux autres.

Dans les années 1950, les campagnes de dragage révèlent la prépondérance des basaltes dans les fonds marins. La croûte océanique dérive donc de ces laves et est bien différente de celle des continents (essentiellement constituée de roches granitiques). Il faudra attendre le début des années 1960 pour établir et confirmer que les basaltes résultent de la fusion des péridotites (roches constitutives du manteau).

En 1954, Harry Hess développe un modèle synthétique expliquant la plupart des caractéristiques des océans. Pour lui, les fonds marins sont constitués d'une fine couche de basalte déposée sur des péridotites et émise au droit des dorsales. Il arrive à cette conclusion en utilisant le principe d'isostasie décrit plus haut. Il compare un bloc continental et sa croûte d'environ 40 kilomètres d'épaisseur avec un bloc océanique, qui doivent tous les deux « flotter » sur le manteau de péridotites. C'est parce que la croûte du bloc océanique est beaucoup plus mince et dense que celle de son analogue continental qu'elle ne s'élève guère au-dessus du manteau et qu'elle se retrouve au-dessous du niveau des mers. La cause des grands fonds marins est enfin expliquée. Harry Hess propose aussi que les dorsales océaniques sont dues à un manteau anormalement chaud, qui est dilaté et fait relief. Celui-ci est animé d'un mouvement ascendant et renouvelle la surface, provoquant l'expansion des océans. Les fonds marins sont donc jeunes et mobiles. Les schémas publiés par Harry Hess en 1954 sont révolutionnaires et des décennies de recherches ne feront que les confirmer. La vérification définitive de la composition et de l'épaisseur de la croûte océanique tardant, Harry Hess lance en 1959 un projet ambitieux de forages profonds dans les océans pour lever ces incertitudes. Ce projet, très coûteux, sera finalement abandonné. Hess r [...]

Modèle synthétique de la structure et de l’expansion des fonds océaniques proposé par Harry Hess en 1954

Dessin : Modèle synthétique de la structure et de l’expansion des fonds océaniques proposé par Harry Hess en 1954

D'après le principe d'isostasie, un bloc continental sans relief et un bloc océanique sont en équilibre lorsqu'ils reposent sur le manteau dense formé de péridotite (schéma du haut). Les continents, qui ont une croûte épaisse et peu dense, sont en moyenne au niveau des mers. L'épaisseur... 

Crédits : Harry Hess ; traduction : EUF

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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)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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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 22 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/tectonique-des-plaques/