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La dérive des continents, pas si évident

Les tremblements de terre sont fréquents sur la planète. Il y a encore quelques jours, l’Indonésie était secouée par un séisme de 7,4 sur l’échelle de Richter. C’est la preuve, non pas de la fin du monde (quoique… nous verrons dans quelques jours), mais de la tectonique des plaques. L’expression doit vous rappeler vaguement quelque chose de vos cours d’SVT de collège. Pourtant, cette histoire de Terre qui bouge et de plaques qui se chevauchent n’a rien d’évident. Le premier à en avoir parlé fût considéré, à son époque, comme un véritable farfelu.

Cette année, le concept de « dérive des continents » fête son 100e anniversaire. L’occasion de faire une petite piqûre de rappel sur ce qui a révolutionné la géologie, mais pas seulement.

Alfred Wegener, un génie pas si à côté de la plaque

C’était en 1912. Tandis que  le Titanic, toute cheminée dehors, se prend un iceberg en pleine face, Alfred Wegener, lui, bouscule la communauté scientifique avec une hypothèse culottée : nos continents dériveraient et auraient la même origine, le supercontinent de la Pangée.

Drôle d’idée me direz vous ! Et pourtant, la démonstration répond à une problématique réelle au début du XXe siècle …

L'emboîtement de l'Afrique et de l'Amérique du Sud et leurs similitudes géologiques
L’emboîtement de l’Afrique et de l’Amérique du Sud et leurs similitudes géologiques. ©Robert Six

Car pendant plus de deux siècles, les hommes – observateurs – se sont rendus compte d’un certain nombre de similitudes entre des continents pourtant éloignés. A commencer par les formes complémentaires flagrantes de l’Afrique et de l’Amérique …

Dans un deuxième temps, on s’aperçoit aussi que des roches – et même des ensembles géologiques entiers ! – se trouvent à la fois en Amérique et en Europe : autrement dit, la chaîne des Appalaches par exemple, a pour frère et soeur le Massif Central et les Vosges. Etrange.

Autre énigme géologique du moment : comment expliquer que l’on retrouve des traces de calotte polaire en Inde et dans de nombreux pays du sud (c’est vrai que c’est bizarre non)?

Et les paléontologues, eux aussi se posent des questions. Ils retrouvent des fossiles de fougères, de trilobites et de reptiles identiques en Afrique, en Australie, en Inde, en Amérique du Sud et en Antarctique…

trilobite
Fossile de trilobite

A toutes ces « singularités », la communauté scientifique de l’époque apporta quelques vagues réponses :- si on retrouvait les mêmes espèces d’un continent à l’autre, c’est qu’à une époque, il y avait des ponts intercontinentaux aujourd’hui disparus. Soit.- et pour les montagnes, on estimait qu’elles se formaient plus ou moins toutes de la même façon (la théorie des géosynclinaux, je vous garde ça au chaud pour une autre fois).C’était sans compter sur la théorie d’Alfred Wegener, qui elle, apportait une réponse globale à toutes ces observations.

Ainsi font font font les petites plaquounettes

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Animation : la dérive des continents, depuis la Pangée jusqu’à aujourd’hui

En mettant les continents en mouvement, il révolutionne le train-train de la communauté scientifique du début du siècle. Alfred Wegener imagine ainsi un énorme supercontinent comme origine de tous nos continents actuels. La Pangée, comme il l’appelle, se serait ensuite fractionnée au fil du temps pour donner la configuration que nous connaissons : c’est la dérive des continents, aujourd’hui connue sous le nom de tectonique des plaques.

Pour expliquer ce mécanisme, Wegener donne une hypothèse encore plus audacieuse : selon lui, les fonds océaniques se seraient créés le long de fractures situées au niveau des dorsales océaniques. Autrement dit, les rifts, à l’activité volcanique très intense, aurait conduit à la création des océans et donc, logiquement, à la séparation progressive des continents.

Mécanisme de convection du manteau terrestre

Tapé dans le mille ! Sauf qu’il ne le sait pas encore. En effet, bien que cette théorie soit expliquée dans son premier article, paru en 1912, Le déplacement des continents, il l’abandonne quelques années plus tard dans un deuxième article, L’origine des continents et océans (1915). La raison ? Le rejet en masse de sa théorie par la communauté scientifique.

Il faudra quelques dizaines d’années de débats, de réflexion, d’avancées scientifiques et techniques pour que la dérive des continents soit acceptée et vérifiée. Et c’est une autre théorie géologique qui va lui permettre de prendre son envol.

Les dessous de la dérive

En 1944, le physicien Arthur Holmes, suggère l’existence de cellules de convection dans le manteau terrestre. Pour faire simple, cela signifie que les roches du manteau terrestre, soumises à des variations de température, forment un mouvement circulaire : les parties chaudes, moins denses, remontent, tandis que les parties froides, plus denses, s’enfoncent.

Enfin une explication viable pour expliquer le mécanisme de déplacement des continents et compléter ainsi la théorie de Wegener ! (je vous explique pourquoi parce que c’est pas si évident…)

Qui dit mouvement du manteau dit forces de tension sous la croûte terrestre des continents…   Cela va contribuer à fracturer la croûte continentale (qui n’en peut plus de toute cette tension).

Au niveau de ces fractures ouvertes, le magma remonte, se solidifie pour créer la crôute océanique, l’eau s’engoufre par dessus et on assiste à la formation d’un océan.
Ce processus fait en sorte que les masses continentales vont s’éloigner les unes des autres, toujours repoussées par la formation de la nouvelle croûte océanique.

Et hop, la boucle est bouclée, on a bien des continents qui dérivent… Pfiou !

Par la suite, le développement des techniques d’étude océanographique permettra de mettre en évidence les dorsales, fosses océaniques et autres phénomènes de subduction. Et en moins d’une décennie, les hypothèses de Wegener seront acceptées !

Alfred Wegener, les paléontologues lui disent merci (aussi)

Aujourd’hui, la dérive des continents et plus largement la tectonique des plaques sont une évidence … Plus personne ne viendrait contredire cette théorie acceptée par tous. Et surement pas le GPS, un outil si précis qu’il donne les vitesses de déplacement des continents, de l’ordre de quelques centimètres par an !

Mais au-delà de la révolution qu’a apporté cette théorie dans les modèles géologiques, d’autres domaines ont également été bouleversés, notamment la paléotonlogie.

Pour le naturaliste anglais David Attenborough, la dérive des continents est même l’avancée scientifique qui a eu le plus grand impact depuis 1950. C’est ce qu’il explique dans une récente interview, réalisée par le quotidien britannique The Guardian et disponible sur le podcast scientifique Science Weekly.                   Voici ce qu’il dit :

Le Gondwana, partie sud de la Pangée, avec les aires de distribution de quelques espèces de la période permienne. (Source : Southern Utah University

« Je crois que s’il y a une chose qui a vraiment révolutionné la zoologie et certainement ma compréhension du mode animal, c’est la reconnaissance de la dérive des continents. Aussi incroyable que cela puisse paraître aujourd’hui, lorsque j’étais en licence à l’Université de Cambridge, dans les années 40, la théorie n’était pas acceptée. Un jour, j’ai dû demander à un professeur de parler de cette possibilité. Il a répondu “quand quelqu’un pourra démontrer qu’il y a une force qui peut déplacer un continent ne serait-ce que d’un millimètre, alors je m’y intéresserai. En attendant, cette théorie n’est que balivernes!”

Mais bien sûr, à partir du moment où l’on sait que les continents dérivent alors l’ensemble de la vie animale est transformé et devient compréhensible. Les arguments compliqués qu’on trouvait à l’époque pour expliquer pourquoi l’Australie avait des marsupiaux alors que le reste du monde n’en avait pas – ou plutôt que le reste du monde n’en avait pratiquement pas – étaient totalement incompréhensibles à mes yeux. Je me souviens, je me disais que je devais être bête. Je ne les comprenais pas. Bien sûr, avec le recul, c’était un non-sens total! Et nous connaissons les réponses à ces interrogations aujourd’hui grâce à la dérive des continents. Cela donne tout son sens à pratiquement tout, en vérité. »

Pour en savoir plus :

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/geologie-1/d/la-derive-des-continents-dalfred-wegener-a-100-ans_43241/

Pour aller encore plus loin :

http://www.podcastscience.fm/?author=8&submit=Voir

La folie des profondeurs de James Cameron

J’avais besoin d’un prétexte pour parler de la fosse des Mariannes, James Cameron me l’a trouvé. Toujours serviable ce James.

James Cameron, le pro du profond, la star des mystères prépare sa rentrée sur la scène cinématographique. Après son blockbuster Avatar, sorti en 2009, le réalisateur reprend du poil de la bête et se lance dans un nouveau projet. Il quitte l’espace intersidéral de Pandora pour revenir sur notre bonne vieille terre. Ou plutôt cette bonne vieille mer… Pour l’épisode II d’Avatar justement ! Adepte de la vidéo sous-marine, il avait ébloui les salles obscures en 1989 avec le puissant Abyss, une rencontre du troisième type à 3000 mètres de profondeur. En 1998, il remet ça avec Titanic. Et le voilà de retour dans les plaines abyssales, pour filmer le cœur de l’océan. L’objectif, se rendre dans la fosse sous-marine la plus profonde du monde, la fosse des Mariannes (11°21′N 142°12′E / 11.35, 142.2), située dans l’océan Pacifique. Avec ses 11 034 mètres de profondeur (voire plus à certains endroits mais les appareils ne sont pas toujours très fiables avec de telles distances) et ses 2 500 km de longueur, ce colosse de la nature reste l’un des territoires les plus mystérieux sur Terre… pour la simple et bonne raison que personne n’y a jamais mis les pieds – ou tout du moins son sous-marin.

Vraie science et folle imagination

Comment un tel trou peut-il se trouver au fond de l’océan ? Pour ceux dont les cours de géologie sont loin, on va faire simple. Les plaques tectoniques se déplacent au fond de l’océan. A cet endroit, la plaque Pacifique passe sous la plaque des Philippines : le phénomène de subduction. Là où la croute terrestre tombe et coulisse, entrainée par son propre poids, une fosse sous-marine se creuse. A ce point de non-retour au fond de l’océan, la pression est de 1086 bars, mille fois plus élevée qu’à la surface – l’équivalent d’une tonne par cm². La lumière complètement absente. La température glacée. Autant dire qu’il n’y fait pas bon vivre. Et pourtant.

Là où tout n’est que calme, obscurité et mystères, l’absence d’une quelconque visite humaine dans ces lieux de désolation laisse une grande part à l’imagination. Bêtes monstrueuses, calmars géants et autres vers de mer gargantuesques se bousculent dans les esprits. Et nous ne sommes pas loin de la réalité. Des poissons sans yeux, des coquillages géants… Les sources d’eau chaude et l’échappement de certains gaz comme le méthane et le souffre servent de coupe-faim à la plupart des espèces bizarres qui se trouvent là. Remplaçant l’oxygène, la lumière et la photosynthèse comme fondements de la vie, l’écosystème des plaines abyssales constitue une source unique de compréhension des origines de la vie – à cette époque lointaine où, comme dans les abysses, les conditions de (sur)vie étaient loin d’être idéales.

Descente aux enfers glaciale

C’est dans ce submersible que Piccard et Walsh ont visité la Fosse des Mariannes en 1960. Ils auront mis presque cinq heures pour descendre à plus de 10 000 mètres de profondeur.

Revenons à nos moutons. Qu’est ce que James Cameron vient exactement faire dans cette histoire de fosse inconnue au bataillon, où personne ne se presse d’aller. Eh bien commençons par cela. En 1951, alors que la guerre de Corée bat son plein et qu’Edith Piaf remplit les salles, le vaisseau de la Royal Navy Challenger II étudie pour la première la fosse des Mariannes, initialement découverte en 1875. Par échosondage, le navire enregistre une profondeur de 10 900 m. La seule et unique expédition « sur place », c’est-à-dire au fond de la fosse, n’aura lieu que neuf ans plus tard. A bord d’un bathyscaphe, hyper high-tech pour l’époque, deux fous se lancent dans l’aventure. Un suisse, Jacques Piccard, et un américain de la Navy, Don Walsh, mettront presque cinq heures pour descendre à la profondeur vertigineuse de 11 000 m (chiffre indiqué par leurs instruments de bord). Depuis, rien. Néant complet quand aux escapades abyssales de nos amis les scientifiques.

Et c’est là que James Cameron arrive. Celui qui a filmé le naufrage du Titanic a réuni une équipe d’ingénieurs et de scientifiques qui ont pour mission de construire un submersible capable de résister aux profondeurs abyssales. Pour descendre au fond de l’océan, mieux vaut éviter les coquilles de noix. Walsh et Piccard avait eu la chance de ressortir indemne de leur périple, malgré quelques petites (grosses ?) frayeurs dues aux bruits de craquement du bathyscaphe. Des vitres en plexiglas de 30 cm d’épaisseur, des tôles d’acier hyper résistantes, si la structure ne tient pas, « c’est sayonara en deux millièmes de secondes » (Titanic quote). Pour donner un ordre d’idée, à 11 000 mètres de profondeur, la pression sur le submersible est de 200 000 tonnes. Autant dire que Cameron a la pression (à tous les sens du terme).

Mais quelle idée d’aller dans cette zone abyssale et même au-delà, dans ce que les scientifiques appellent la zone hadale (du nom d’Hadès, dieu des enfers… tout un programme) ? On se souvient des grands aliens bleus de la planète Pandora. On en déduit que pour Avatar II : le retour, Cameron compte explorer les profondeurs sous-marines terriennes pour les transformer en fosse abyssale pandorienne. Au vu des espèces inconnues qui y habitent et dont on ne sait rien, il est probable que les spectateurs croient à des effets spéciaux, types bestioles de Star Wars. La faune étrange des fonds océaniques est pourtant bien réelle. De quoi fournir un grand spectacle cinématographique et une opportunité exceptionnelle pour les scientifiques de poursuivre leur découverte de la planète Terre.

Pour en savoir plus : http://www.guardian.co.uk/environment/2011/jan/18/james-cameron-dives-deep-avatar