La tectonique des plaques :l'histoire d'un modèle

http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-distribution-bimodale-altitudes-tectonique-plaques.xml

Modèle fixiste. ce sont des ondulations du sial (= croûte continentale) qui engendrent les différences d'altitude. Ce modèle n'explique pas la bimodalité des altitudes (qui seraient réparties en « gaussienne » de part et d'autre d'une altitude moyenne).

"La genèse des continents et des océans", paru en 1912.

« La statistique des surfaces terrestres de même altitude met en lumière le fait curieux que l’écorce du globe présente deux niveaux nettement prédominants entres lesquels les surfaces d’altitude moyenne sont une minorité.…/… »

Altitude(en km)

Profondeur(en km)

% de la surface terrestre

10

8

6

4

2

0

-10

-8

-6

-4

-2

10 20 30

Terres émergées150 106 km²

Soit 30%

Terres immergées360 106 km²

Soit 70%

+ 300 m

- 4 800 m

Mont Everest, 8 848 m

Fosses des Mariannes, 11 022 m

Courbe :théoriqueobservée

Distribution bimodale des altitudes

Modèle de Wegener, la couche de sial est d'épaisseur constante (aux montagnes près). Mais le sial ne recouvre pas toute la Terre, et le sima affleure au fond des océans. Le sial peut se rompre, et ces morceaux dériver sur le sima à la manière de panneaux de banquise ou d'icebergs tabulaires dérivant sur l'océan. Ce modèle explique la bimodalité des altitudes et la quasi-constance de la gravité. Schéma : Pierre Thomas

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Paléontologie

De nouvelles découvertes de spécimens de Glossopteris, Mesosaurus, Cynognathus, et aussi Lystrosaurus, ont été réalisées depuis 1920.

Paléoclimats

Les formations présentées ci-dessous sont toutes âgées de plus de 200 millions d’années.

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

1930 1960 1990

La controverse : fixisme / mobilisme

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

H. Jeffreys

1924

1930 1960 1990

Le rejet de la dérive des continents…malgré des arguments convaincants !

Harold Jeffreys :« l’intensité des forces supposées est bien trop faible, la résistance du sima bien trop forte pour permettre un déplacement appréciable des continents. »

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

19241928

1930 1960 1990

Le rejet de la dérive des continents…par réticences au changement !

« Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur les bancs de l'école. » (R. T. Chamberlin, « Some of the objection to Wegener's Theory »)

Schéma original de Holmes. (A) Holmes propose que l'existence de courants de convection dans le manteau,

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

19241928

1930 1960 1990

Une interruption de 30 ans !

Damien Jaujard - UPEC/IUFM de Créteil

E. Suess

1883

A. Wegener

1912

A. Holmes

H. Jeffreys

19241928

H. Hess

1960

J. Vines, D. Matthews

1963

1930 1960 1990

La redécouverte du mobilisme…par les océans

Flux de chaleur dissipé à la surface de la Terre

Crétacé sup.

Crétacé inf.

Plio-IV - 5,3

Miocène

Oligocène

Eocène

Paléocène

- 23,5

- 34

- 53

- 65

- 96

- 135 MA

0

550 km

Amérique du Sud

Afrique

A

B

Km

Carte simplifiée des sédiments marins de l’Atlantique Sud (d’après P. Bouysse- carte géologique du Monde)

Coupe Est-OUEST depuis l’axe de la dorsale jusqu’à la floride, âge des plus vieux sédiments au contact du basalte.

1968

Glomar Challenger

Depuis les années 1970, les campagnes de forages des fonds océaniques ont permis de dater les sédiments et de vérifier les vitesses de l’expansion

océanique

1980

GPS

Grâce au réseau de satellites GPS, les vitesses d’expansion détectées sont

instantanées par un suivi continu ce qui permet d’observer une cinématique

globale et de passer à un modèle à 12 plaques lithosphériques.

Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive.

Tomographie sismique

La tomographie sismique permet par l’étude des anomalies de vitesses des ondes de connaître la dynamique

du manteau et de la lithosphère océanique.

1970

Chambre magmatique

Moho

Gabbro

Sédiments

Basalte

Péridotite

Cristallisation Fractionnée

1300° Fusion Partielle

Formation de la lithosphère océanique.

L’aspect actuel de la Terre est donc la conséquence de la formation en permanence d’une lithosphère océanique au niveau des dorsales.

Cette divergence entraine le déplacement des masse continentale (dérive des continents).

La lithosphère océanique s’enfonce dans l’asthénosphère au niveau des zone de subduction.

Comment expliquer les reliefs continentaux?