Tectonique (2e partie)

 Le fond de l'océan a toujours intrigué les hommes. aujourd'hui nous commençons à le connaître. Mais il nous réservera toujours des surprises aussi grandes que ses profondeurs.

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    La nouvelle croûte océanique formant, sans interruption, la dorsale océanique, se refroidit et vieillit de plus en plus, tandis qu'elle s'éloigne de la dorsale avec l'avancement du fond océanique (voir le texte):                                     
  a. l'arête de propagation il y a environ 5 millions d'ans; 
  b. il y a environ 2 à 3 millions d'ans;
  c. aujourd'hui.

    Au début du 20ème siècle, des paléomagnétistes (Ils étudient l'ancien champ magnétique de la Terre) -- comme Bernard Brunhes en France (en 1906) et Motonari Matuyama au Japon (dans les années 20) -- identifièrent que les roches, selon leurs propriétés magnétiques, appartiennent généralement à deux groupes . Un groupe de polarité normale, dont les minerais magnétiques contenus dans les roches sont de même polarité que le champ terrestre. Ceci a comme conséquence que le pôle nord de la roche est dirigé vers le nord magnétique de la Terre. L'autre groupe est de polarité inverse. Le pôle nord de la roche est dirigé vers le pôle Sud de la Terre. Comment est-ce possible? La réponse se situe dans la magnétite des roches volcaniques. Les grains de magnétite -- se comportant comme de petits aimants -- s'alignent avec l'orientation du champ magnétique terrestre. Quand le magma (roche fondue contenant des minéraux et des gaz) se refroidit pour former la roche volcanique, l'alignement des grains de magnétite " emprisonnés à l'intérieur " enregistre l'orientation magnétique ou la polarité de la Terre (normale ou renversée) au moment du refroidissement. La croûte océanique est maintenant considéré un enregistreur de l'histoire des inversions du champ magnétique de la terre.
http://pubs.usgs.gov/publications/text/developing.html#anchor4163808

3. Progression du fond océanique et recyclage de la croûte océanique

    La mise en évidence de l'étalement du fond océanique est venue de la recherche pétrolière. Après la deuxième guerre mondiale, les réserves de pétrole étant épuisées, il fallait procéder à de nouvelles recherches de champ pétrolifères. C'est ainsi que débuta la recherche en mer. Les compagnies construisirent des bateaux équipés de plates-formes de forage pouvant percer la croûte terrestre sur des milliers de mètres. C'est en partant de ce constat que les américains construisirent un bateau spécialement équipé pour la recherche dans les fonds sous-marins: le Glomar Challenger (ci-dessus). En 1968 le navire partit en exploitation entre l'Amérique du Sud et l'Afrique, analysant de ce fait la Dorsale atlantique. L'analyse des échantillons a permis de démontrer que le fond océanique se déplaçait. Il eut un successeur (ci-contre) dans les années 90: JOIDES (Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling).

    Ainsi fut démontrée la manière dont  la nouvelle croûte naissait en permanence au milieu de l'Atlantique avec, pour conséquence, que la nouvelle couche repoussait en permanence la plus ancienne, créant un étalement permanent du fond. Mais une question vint à l'esprit des scientifiques, qui estimaient que la taille de la Terre avait peu changé depuis sa naissance: pourquoi l'accroissement de la nouvelle croûte ne provoque-t-elle pas une augmentation de la taille de la Terre ?

http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/t1.29.html
http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/tectonique.pl.html

    Cette question a en particulier intrigué Harry H. Hess, un géologue de l'université de Princeton, un contre-amiral de réserve et Robert S. Dietz, un scientifique de la surveillance géodésique côtière des USA, qui ont inventé pour la première fois le terme de propagation du fond océanique. Dietz et Hess étaient parmi la petite poignée de scientifiques qui ont vraiment compris les larges implications de la propagation du fond sous-marin. Si la croûte terrestre augmentait le long de la dorsale océanique, Hess a pensé qu'il devait y avoir un retrait ailleurs. Il suggéra que la nouvelle croûte océanique s'étendait continuellement le long de la dorsale comme une ceinture qui bouge. Plusieurs millions d'années plus tard, la croûte océanique redescendait dans une fosse océanique très profonde, comme un étroit canyon le long de la ceinture du Pacifique. Selon Hess, l'Océan Atlantique augmentait tandis que l'océan Pacifique rétrécissait. Pendant que la vieille croûte océanique disparaissait dans les fosses, le nouveau magma jaillissait et se propageait le long de la dorsale pour former la nouvelle croûte. En effet, les bassins océaniques sont perpétuellement recyclés avec la création simultanée d'une nouvelle croûte et destruction de la vieille lithosphère océanique .

    Ainsi, les idées de Hess ont, d'une manière précise, expliqué pourquoi la Terre ne devenait pas plus grande lorsque le fond sous-marin s'accroissait, de même, pourquoi il y avait tellement peu d'accumulation de sédiments sur le fond océanique et enfin pourquoi les roches océaniques sont beaucoup plus jeunes que les roches continentales.

    Pour beaucoup, il reste une question: d'où vient ce matériau ? Il vient des profondeurs, là où le flux de chaleur (6 000°K), provoqué par la gravité et par la désintégration atomique qui se produit au sein du noyau terrestre, remonte par convection et fait fondre les matériaux. Le manteau terrestre (asthénosphère) se trouve alors en fusion. La chaleur entraîne une dilatation avec éjection de matière aux endroits où la croûte (lithosphère) est peu épaisse, provoquant la dorsale océanique.

4. Concentration des tremblements de Terre

Chaque point est un tremblement de Terre répertorié et les zones grises indiquent une très forte concentration de séismes.

http://pubs.usgs.gov/publications/text/zones.html

Pour visualiser en grand format les tremblements de Terre sur l'ensemble du globe, cliquer sur l'image. 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/WORLDseisvolsh.ngdc.si.gif

5.  Rift Africain

Durant le 20ième siècle, une utilisation plus importante et une amélioration de l'instrumentation séismique pour enregistrer les tremblements de Terre (sismographe) a permis d'apprendre que les tremblements de Terre étaient concentrés dans certaines zones, notamment le long des lignes de fracture de l'écorce terrestre et des dorsales. A la fin des années 20, les scientifiques identifièrent des zones typiques qui étaient alignées avec un angle faisant 40 à 60° par rapport à l'équateur et qui s'étendaient à plusieurs centaines de km à l'intérieur de la Terre. Dans les années 60, la sismicité globale fit un bond en avant, grâce au traité interdisant les essais nucléaires en surface. Les progrès réalisés dans l'instrumentation pour écouter la surface terrestre ont permis de tracer avec précision les zones de concentration des tremblements de Terre du monde entier. Ainsi sur la représentation ci-dessous, publiée en 1954 par le sismologue français J.P. Rothé, une caractéristique physique saute aux yeux, le rift africain. C'est une ligne de fracture récente qui va séparer la partie Est de l'Afrique du restant du continent, avec un agrandissement de la Mer Rouge. Déjà des vallées profondes et larges se sont creusées le long d'une ligne reliant la Mer Rouge au canal du Mozambique en passant par Addis-Abeba, le lac Victoria, le lac Tanganyika,  le Kilimandjaro et le lac Malawi.