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La tectonique des plaques

 

 

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La lithosphère est composée de plusieurs plaques rigides mobiles. Elle est constituée de 12 grandes plaques majeures et de nombreuses petites plaques. Leur présence n’a été démontrée que depuis la fin des années 1960. Grâce au modèle récent de la tectonique des plaques, il a été possible d’étudier les mouvements entre ces plaques et de mieux décrire le fonctionnement global de la Terre, en mouvement depuis son origine.

 

Histoire d’un modèle difficile à imposer

C’est au début de XXe siècle qu’un météorologiste allemand, Alfred Wegener (1880-1930) suppose pour la première fois que les continents n’ont pas toujours été fixes. D’après lui, il y aurait même eu un seul et unique continent lors des origines qui se serait progressivement fragmenté en plusieurs. Il appelle sa théorie : « la dérive des continents ». Ses arguments sont basés sur la forme des côtes de certains continents qui semblent complémentaires ou encore sur la continuité des structures géologiques et des répartitions fossilifères entre les continents : on trouve les mêmes espèces de coquillages en Côte d’Ivoire et au nord du Brésil. Malheureusement, Wegener ne propose pas d’explication mécanique du phénomène et les physiciens repousseront sa théorie de continents flottants inexpliquée. Elle sera abandonnée dans les années 30.

La théorie de Wegener sera réactualisée dans les années 50 par l’étude du champ magnétique terrestre. En effet, les roches volcaniques soumises aux températures extrêmes sont capables de fossiliser l’orientation du champ magnétique terrestre au moment de leur refroidissement. Elles possèdent une mémoire magnétique. Des roches situées sur différents sites à différents âges géologiques ont montré des variations de la position du pôle Sud magnétique (situé près du pôle Nord géographique) enregistrées dans leur mémoire magnétique. Comme le pôle ne peut pas se multiplier dans toutes les directions, ces observations ont prouvé le déplacement des continents à des échelles de temps géologiques.

Durant les années 50, des expéditions scientifiques sont allées mesurer le champ magnétique terrestre au niveau des fonds océaniques. Ils ont observé des bandes d’anomalies positives et négatives disposées symétriquement par rapport à l’axe de la dorsale. Ces anomalies en « peau de zèbre » sont restées inexpliquées dans un premier temps. Parallèlement, en 1962, le géologue Harry Hess propose une théorie de l’expansion océanique. Selon lui, le plancher océanique se forme au niveau des dorsales et se déplace de part et d’autres de celles-ci, tel un tapis roulant, puis replonge dans le manteau au niveau des fosses océaniques. D’après lui, ce mouvement serait produit par les courants de convection du manteau (équivalents aux courants agitant une casserole d’eau bouillante).

En 1963, Fred Vine, Drummond Matthews et Larry Morley mettent en relation l’hypothèse de Hess et les observations d’anomalies en peau de zèbre. Ils s’appuient sur les travaux du début du XXe attestant l’existence d’inversions périodiques nord/sud du champ magnétique terrestre (sur de longs temps géologiques). Grâce à ces travaux, ils prouvent que l’échelle chronologique des inversions périodiques concorde avec les bandes d’anomalies. Ils en concluent que les basaltes formant le plancher océanique n’ont pas le même âge puisqu’ils fossilisent le champ magnétique contemporain de leur formation.
L’étude de l’âge de sédiments océaniques effectuée en 1968 démontrera l’hypothèse de formation des océans de manière incontestable : l’âge des sédiments et par conséquent celui des basaltes qui les supportent, augmente avec la distance depuis la dorsale.

A la fin des années 60, les scientifiques mettent au point un modèle global prenant en compte à la fois le découpage de la lithosphère en plaques ainsi que la création d’une lithosphère océanique au niveau des dorsales qui entraîne la mobilité des plaques. C’est le modèle de la tectonique des plaques.





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