Histoire de la
Terre D'où viennent les premières cellules, les plantes, les animaux, les montagnes, les volcans ? Pourquoi y a-t-il des tremblements de Terre à certains endroits ? Pourquoi existent-ils des grandes montagnes ? Pendant longtemps, philosophes et théologiens se sont heurtés à ces questions. La tectonique des plaques s'est avérée aussi importante pour les Sciences de la Terre que la découverte de la structure de l'atome le fut pour la physique et la chimie et la théorie d'évolution, pour les Sciences de Vie. De la tectonique des plaques, qui participe au renouvellement du sol et au volcanisme, sont apparus l'eau, l'oxygène et la vie.
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En termes géologiques, une plaque est une grande et rigide dalle de roches. Le mot tectonique vient de la racine grecque "tektonikos" signifiant "propre au charpentier" et traite de ce qui appartient à la surface de la Terre. En fusionnant ces deux mots, nous obtenons la tectonique des plaques, théorie qui décrit le comportement de la lithosphère découpée en une douzaine de plaques plus ou moins grandes. Ces dernières glissent lentement les unes par rapport aux autres. Elles reposent sur un matériau visqueux, l'asthénosphère, qui se comporte comme sur un tapis roulant, jaillissant au milieu du fond océanique et y retournant, à l'autre extrémité, dans des failles très profondes. Le météorologiste Allemand Alfred Lothar Wegener (1880-1930) est à l'origine de la théorie sur la dérive des continents. Plus tard devenue tectonique des Plaques, la dérive des continents a été très vivement discutée pendant des décennies, avant et après la mort de Wegener. Elle fut même écartée comme étant excentrique, absurde, et improbable. Pour la communauté scientifique les continents et les océans étaient un dispositif permanent sur la surface de la terre. Pour tous, il semblait impossible qu'une force puisse exister pour déplacer des continents à grandes distances. Aucunement intimidé par le rejet de sa théorie, Wegener a consacré sa vie à chercher obstinément l'ultime preuve pour la défendre. Il mourut de froid, en 1930, lors d'une expédition au Groenland, mais la polémique qu'il avait engendrée, perdura. Cependant, dans les années 50, de nouvelles preuves issues de l'exploration des fonds océaniques et d'autres études, ont relancé l'intérêt pour la théorie de Wegener, menant finalement au développement de la théorie de la tectonique des plaques et, en particulier, à quatre développements scientifiques principaux:
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http://pubs.usgs.gov/publications/text/wegener.htm
http://pubs.usgs.gov/publications/text/historical.html#anchor9490426 |
Le reste du globe aurait été recouvert par un énorme océan appelé Panthalassa, ancêtre de l'océan Atlantique. Après de nombreuses années de controverses, ce n'est qu'en 1956, lors de l'année géophysique internationale, que la tectonique des plaques vit le jour. Il fut admis que la croûte océanique se renouvelait par création d'une nouvelle croûte dans l'axe des dorsales.
Aujourd'hui on sait qu'une douzaine de plaques, flottent sur un lit de magma supportant nos continents. Elles s'entrechoquent, se déplacent, se chevauchent et s'enfoncent en donnant des tremblements de Terre ( des dizaines par an) et naissance aux chaînes montagneuses. Durée de vie d'un continent: 200 à 250 millions d'années. |
http://pubs.usgs.gov/publications/text/slabs.html Les plaques terrestres visibles grâce aux ordinateurs et aux satellites. Cliquez sur l'image du monde pour l'agrandir. Attention fichier de 900 Ko. Temps de chargement 10 mn avec un modem à 28,8 k. ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/GLOBE_DEM/pictures/GLOBALeb4litcolshade.jpg à 2,5 Mo
Une plaque tectonique (également appelée plaque lithosphérique) est une couche massive et irrégulièrement formée de plaque de roches, généralement composées de lithosphère continentale et océanique. La taille de la plaque peut changer considérablement, de quelques centaines à plusieurs milliers de kilomètres; les plaques pacifiques et antarctiques sont parmi les plus grandes. L'épaisseur d'une plaque change également énormément, s'étendant de moins de 15 kilomètres pour la jeune lithosphère océanique à environ 200 kilomètres ou plus pour la lithosphère continentale antique (par exemple, les régions intérieures des Amériques du Sud et du Nord). Comment ces plaques flottent-elles en dépit de leur poids énorme? La réponse se situe dans la composition des roches. La croûte continentale se compose de roches granitiques constituées de minerais relativement légers tels que le quartz et le feldspath. En revanche, la croûte océanique se compose de roches basaltiques, qui sont beaucoup plus denses et plus lourdes. Les variations d'épaisseur sont la manière que la Nature à de compenser en partie, le déséquilibre entre le poids et la densité des deux types de croûte. Puisque les roches continentales sont beaucoup plus légères, la croûte sous les continents est beaucoup plus épaisse (pas moins de 100 kilomètres) tandis que la croûte sous les océans est d'environ 5 kilomètres d'épaisseur. Comme les icebergs, dont seulement le sommet est visible au-dessus de l'eau, les continents sont profondément enracinés pour maintenir leur épaisseur. Comme beaucoup de choses sur Terre, les plaques évoluent. Celles, composées en partie ou entièrement de lithosphère océanique peuvent descendre sous une autre plaque, habituellement plus légère et la plupart du temps une plaque continentale, et disparaître par la suite complètement. Ce processus se produit maintenant au large de la côte des états de l'Orégon et de Washington. La petite plaque de Juan de Fuca, un reste de la grande plaque océanique appelée Farallon, sera, un jour, entièrement engloutie puisqu'elle continue de descendre sous la plaque Nord-américaine (voir le schéma ci-dessus).
Dans l'esprit de Wegener, la dérive des continents, après la dissolution de la Pangée, a expliqué non seulement les variétés de fossiles mais également fourni la preuve de changements climatiques spectaculaires sur certains continents. Par exemple, la découverte de plantes tropicales fossilisées (sous forme de gisements de houille) en Antarctique a permis de conclure que cette terre gelée, avait été située précédemment plus près de l'équateur, dans un climat plus tempéré où la végétation luxuriante pouvait se développer dans des zones marécageuses. D'autres disparités géologiques et climatiques incluent différentes fougères fossilisées (Glossopteris) découvertes dans des régions aujourd'hui polaires et des variétés de dépôts glaciaires en Afrique désertique actuelle, telle que la Vaal River Valley de l'Afrique du Sud. |
Lorsque le Gondwana (image ci-dessus) existait dans l'hémisphère Sud, les animaux et les plantes pouvaient migrer à loisir. C'est ainsi que des dinosaures ont vécu aussi bien en Antarctique qu'en Australie, il y a environ 250 millions d'années. Pendant longtemps les scientifiques se sont demandés pourquoi existait-il une analogie entre les paysages glacières et des régions du Sahara ? Aujourd'hui l'on sait que ce désert était au Pôle Sud. Donc il a neigé au Sahara et des glaciers y ont existé. Il y eut 2 ères glaciaires. L'une il y a 650 millions d'années (fin du Précambrien) et l'autre il y a 200 millions d'années (fin de la période d'Ordovicienne). A cette époque la calotte glacière était centrée sur le golfe de Guinée et débordée sur l'Amérique du Sud qui était soudée à l'Afrique. Les traces laissées par les glaciers sont nombreuses et bien conservées. On voit encore les traces d'un grand fleuve qui charriait des eaux glaciales, il y a 450 millions d'années. Au carbonifère, il y a 280 millions d'années, le Mozambique et l'Afrique du Sud abritaient le Pôle Sud. L'historique de la migration du champ magnétique a permis de confirmer ces observations. Certains chercheurs pensent que l'axe de rotation de la Terre devait être beaucoup plus incliné qu'aujourd'hui, modifiant du même coup l'ensoleillement de la Terre. Mais le rôle de la Lune a dû modérer cette inclinaison, pour d'autres. Il y a 70 millions d'années, l'Inde était au large de l'Afrique du Sud. Elle a dérivé ensuite vers le Nord pour percuter la plaque eurasienne et former l'Himalaya. Dans 200 millions d'années, la Mer Rouge sera devenue un immense océan et la Méditerranée, un petit golfe de cet océan. Heureusement que ce renouvellement existe, car la pluie fait disparaître les continents en 100 millions d'années.
En analysant des micros diamants découverts au Nord-Ouest du Canada dans des roches volcaniques datées de 1,8 milliards d'années, des chercheurs français et sud-africains ont pu montrer que le phénomène de subduction, par lequel une plaque océanique plonge sous une autre, a existé au moins 1,2 milliards plus tôt que ce que certains modèles le suggéraient. Grâce à une série de techniques mises au point au Laboratoire de géochimie des isotopes stables de l'Institut de physique du globe (France), l'équipe a pu déterminer la spéciation (c'est la séparation, l'identification et le dosage individuel de toutes les "formes"), la concentration et la composition isotopique de l'azote (N) qui constitue l'impureté majeure des diamants. Les fortes concentrations en azote mesurées, ont permis de mettre en évidence des différences significatives avec les diamants issus du manteau terrestre et une correspondance parfaite avec les diamants dits métamorphiques, c'est-à-dire formés dans les zones de subduction, en profondeur. Jusqu'à présent, les roches métamorphiques de subduction que l'on avait examinées avaient toutes moins de 600 millions d'années. Les travaux de Pierre Cartigny et de ses collègues prouvent aujourd'hui que le système de tectonique des plaques fonctionnait il y a presque 2 milliards d'années. (mai 2004 - CNRS/Science) Retour à Paléoclimatologie Liste des liens qui m'ont aidé à préparer ce texte: Wegener: tectonique: alpes: Histoire de
la Terre par Christopher
Scotese: encyclopédies: Listes de liens à voir: http://www.er.uqam.ca/nobel/k20322/plien.html dont entre autres: échelle
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