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« A l’origine, les continents étaient emboîtés les uns dans les autres. Ils se sont déplacés. »
"Ce postulat a une histoire vieille de plus de 2000 ans.
D’Aristote à Taylor et Wegener, en passant par Francis Bacon, en 1620 et Francois Placet, en 1668, puis Antonio Spider Pellegrine, en 1858, et Georges Darwin (le fils), en 1879. Son cheminement dans les esprits fut un long parcours d’abord basé sur le catastrophisme, déluges et cataclysme, jusqu’à ce que des géophysiciens aient des théories plus scientifiquement posées il y a un siècle. 35 années furent ensuite nécessaires pour démontrer ces théories."
Alfred Wegener 1880 - 1930
LES PRECURSEURS DE LA THEORIE DE LA DERIVE DES CONTINENTS, ET DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES.
Depuis Aristote, philosophe grec, 384 - 347 av. JC, une théorie, que l’on appelle " fixiste ", le grand paradigme s’est imposé dans les sciences de la Terre pendant plusieurs siècles, basée sur l'idée que le globe terrestre est solide et que sa géographie est fixe et immuable.
Martin Waldseemüller, cartographe allemand, 1470-1520, note un certain parallélisme des côtes sur les premières carte où est représenté le continent américain (1507).
Abraham Ortelius, un cartographe originaire d'Anvers, dès 1596, observe la similitude du plan des côtes américaines et africaines dans le livre « Thesaurus geographicus » , la seconde édition de « Synonymia geographica »(1578) . Il présuppose que ces continents étaient autrefois unis, mais qu'ils ont été séparés par des catastrophes naturelles telles que les inondations et les séismes.
Francis Bacon, 1561 – 1626, philosophe anglais, remarque cette complémentarité, en 1620, dans son œuvre majeure « Novum organum scientiarum ».
François Placet, ecclésiastique, dans la « Corruption du grand et petit Monde » en1668, écrit que la séparation de l'Amérique du reste des continents a eu lieu pendant le déluge universel par effondrement. Ce texte est à l'origine de la théorie des ponts continentaux.
James Hutton (1726-1797) conteste le catastrophisme et essaie de démontrer que les évolutions géologiques sont beaucoup plus lentes que ce que présente le catastrophisme, selon lui, la Terre est bien plus vieille que quelques millions d'années. Il souhaite que l'échelle des temps géologiques soit revue.
Theodor Christoph de Lilienthal, 1717 - 1781, théologien allemand, en 1756, dit discerner, avec peu de vraisemblance, la preuve biblique de cette séparation en interprétant un passage du « Livre de la Genèse ».
Charles Lyell (1797-1875) un géologue britannique, adhère aux théories de Hutton et vulgarise l'uniformitarisme avec la publication de "Principes de géologie". Lui, et Hutton, pensent que la Terre s’est formée lentement sur durant de très longues périodes par une dynamique toujours existante.
Hugh Owen Thomas, 1857-1921, paléontologue au British Museum. Les continents s'éloignent les uns des autres parce que la Terre enfle (se dilate) du fait de sa chaleur interne. Autrefois, à la fin de l'ère primaire (paléozoïque), le volume de la Terre était comparable à celui de la planète Mars. Selon Owen, la Pangée couvrait alors la presque totalité du Globe et la Panthalassa (l'océan) n'existait pas et n'a jamais existé.
Antonio Snider-Pellegrini, dit Snider de Pellegrini, né à Trieste (Istrie) en 1802, mort à New York (New York, États-Unis) en 1885, est un géographe français.Dès 1858 il a r proposé, une première ébauche d'explication rationnelle de la complémentarité des côtes d'Europe et d'Amérique du Nord, mécanisme précurseur de la tectonique des plaques. Les continents se sont formés en un seul bloc à partir d’une masse de roche en fusion, brutalement refroidie par le déluge. Une importante fracture s’est alors produite, séparant les continents.
George Darwin (1845-1912), en 1879, le second fils de Charles Darwin, George Darwin évoque lui aussi la dérive des continents tout en étant catastrophiste : « à une époque très reculée, la lune a été arrachée à la terre, y laissant la gigantesque cicatrice du Pacifique. Ce grand vide a alors entraîné une fragmentation de la croûte granitique refroidie et un glissement latéral des masses continentales. »
Eduard Suess (1831-1914), un géologue autrichien, constate des similitudes troublantes de fossiles, de faunes et de flores, entre des continents séparés par de larges océans, évoque la théorie de la pomme qui se dessèche et se ride. En se refroidissant la Terre se plisse et des montagnes se forment est les océans envahissent les creux.
Il propose la théorie des "ponts continentaux qui aurait permis aux espèces vivantes de circuler d’un continent à l’autre et ces ponts se seraient ensuite écroulés.
Frank Bursley Taylor (1860-1938), était un géophysicien américain,, en 1908, 7 ans avant Wegener, fut le premier à avoir eu une théorie géophysique moins catastrophique que celles énoncées depuis le 17ème disant que l’océan Atlantique s’est créé par la séparation de deux blocs continentaux qui ont dérivé lentement en opposition. Les deux observations qui ont fondé son hypothèse sont la correspondance des côtes des deux rives de l’Atlantique, et les chaînes de montagneuses sur les marges continentales opposées aux marges atlantiques. C'était un spécialiste de la géologie glaciaire des Grands Lacs et a proposé à la Société Géologique d'Amérique le 29 décembre 1908 "La dérive des continents". Il supposait que l'Amérique et l'Afrique étaient jointes au par-avant. Mais aussi que les collisions de continents pouvaient "bulldozer", élever des montagnes, ses idées ont été basées sur l’étude des chaînes comme les Andes, les Rocheuses, les Alpes et l'Himalaya et sur l’étude des marges continentales de l’Amérique du sud et de
Cette théorie n’a convaincu personne, car elle était compliquée et elle n’avait pas de moteur. Ses travaux comme son nom sont malheureusement vite tombés dans l’oubli.
Alfred Lothar Wegener est né à Berlin en 1880, dans la famille d’un pasteur protestant. Il étudie dans trois universités à Heidelberg, puis Innsbruck et Berlin. Il devient docteur en astronomie. La météorologie le passionne, c’est une science toute nouvelle. Il se lance dans l'étude de la climatologie en participant au recueil des données. Il s'adonne à un conditionnement physique rigoureux par de longues marches, le patin et le ski. En 1906, il participe à une expédition danoise de météorologique au Groenland. Par la suite il enseigne la météorologie à l'université de Marburg où il rédige une publication « la Thermodynamique de l'atmosphère ». Une seconde expédition au Groenland à lieu en 1912. Lors de ses nombreux déplacements au titre de directeur du Département de la Recherche de l’Observatoire de la Marine à Hambourg, comme climatologue, il se livre à de nombreuses observations dans les domaines de la géologie et de la paléontologie.
Sur la base de ses observations en 1915, il publie sa théorie de la dérive des continents. Elle est très contestée par une majorité de scientifiques comme. Elle est donc ignorée puis rejetée avec violence en 1922 par la communauté scientifique.
En 1924 il s’expatrie à Graz en Autriche, où sa théorie est mieux accueillie, il y est titulaire de la chaire de météorologie et de géophysique.
Ses détracteurs lui opposèrent de nombreuses raisons et pas toutes scientifiques, telles que le fait qu’il soit météorologue – climatologue et non-géologue. On lui opposa que les forces nécessaires à sa théorie étaient impensables, que la similitude des côtes est et ouest de l’Atlantique était le fait du hasard.
La théorie des ponts continentaux et de leur effondrement avait toujours la préférence et elle expliquait la dissémination des fossiles.
En 1928 R-T Chamberlin publie « Some of the objection to Wegener’s theory dans lequel il écrit : « Si nous croyons l’hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout ce que nous avons appris dans les 70 dernières années et retourner sur les bancs de l’école ».
Alfred Wegener, meurt de froid et de faim lors d’une expédition de recherche, en 1930, durant sa troisième campagne au Groenland, son corps n’a jamais été retrouvé.
LES TRAVAUX DE RECHERCHE DE WEGENER
Comme beaucoup d'autres avant lui, Alfred Wegener a remarqué l'emboitement possible des continents de part et d'autre de l'océan Atlantique.
Il avait aussi remarqué que certaines espèces fossiles de plantes ou d’animaux se trouvent sur des continents aujourd’hui séparés et en déduisait que, n’ayant pu traverser les mers, ils furent voisins à une époque lointaine.
En paléontologie, la présence de fossiles de reptiles terrestres, tel le Cynognatus, qui vivait il y a 240 Ma, ces fossiles sont présents en Amérique du Sud et en Afrique, même constat pour le Mésosaurus, 260 Ma, que l’on retrouve dans le sud de l’Amérique du sud et le sud de l’Afrique. Le Lystrosaurus, 240 Ma, quant à lui était présent en Afrique, en Inde et en Antarctique. Une plante, le Glossopteris, se retrouve en Australie, en Afrique, en Inde, en Amérique du sud et en Antarctique.
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Climatologue et géologue, il constate une similitude de climats. En effets les calottes glacières qui se forment aux pôles laissent des traces sur les continents. Or les géologues constatent la présence de traces importantes sur l’Antarctique bien sur mais aussi en Amérique du sud, en Afrique, en Australie et en Inde. Les trois dernières étant des régions tropicales et subtropicales, comment expliquer ces traces sans déplacement des continents dira Alfred Wegener.
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Géophysicien, Alfred Wegener observait aussi deux phénomènes très curieux et importants :
Deux petites parties du bouclier ouest-africain et du bouclier angolais sont présentes sur la bordure côtière du Brésil.
Des chaînes de montagne :
- d’Amérique du nord, les Appalaches, qui s’étendent du nord de la Floride jusqu’à Terre-Neuve,
- d'Afrique du nord-ouest, les Mauritaniennes,
- d'Europe, les Calédoniennes qui s’étendent des Iles Britanniques jusqu’à la Finlande.
Ces chaînes ont le même âges et présentent des caractères de similitude importants. Nous savons aujourd’hui qu’elles étaient une même et unique chaîne s’étendant entre es boucliers groenlandais et baltes au nord et les boucliers canadiens et africain au sud.
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De toutes ses observations Alfred Wegener déduisait qu’il y existait un continent unique très longtemps avant. Il le baptisât du nom de Pangée. Et établit donc que ce continent s’était fracturé il y a 200 Ma.
Malheureusement, il n’expliquait pas certains détails, tels les arcs insulaires comme les Antilles qui se sont formés plus tard mais ça, il ne pouvait pas le savoir, à cette époque, la géologie était encore à ses débuts dans le domaine de la dynamique interne de notre planète. Et surtout il ne connaissait pas encore suffisamment la géologie des marges océaniques pour expliquer les mécanismes de la dérive des continents et l’ensemble de sa théorie.
L'APRES WEGENER
Malgré le rejet presque systématique de Wegener, quelques géologues firent preuve de discernement, comme :
Arthur Holmes, un géologue écossais, il est est considéré comme l'un des plus grands géologues du XXème siècle. Il a d'abord été professeur à l'université de Durham puis à Édimbourg, où il continue de jouir d'un très grand prestige. Ses travaux géologiques concernent essentiellement l'Afrique et la Birmanie, et il a apporté des contributions majeures en pétrologie, géomorphologie, géologie structurale et géochronologie. Mais son innovation essentielle réside dans l'application à la Terre de la découverte de la radioactivité par Becquerel en 1896. Il bouleverse ainsi radicalement le cadre pour l'estimation de l'âge de la Terre, en arrivant le premier à des âges supérieurs au milliard d'années et il apporte un mécanisme physique plausible pour expliquer les dérives continentales. Il propose en 1928 un moteur aux déplacements des continents en accord avec la théorie de Wegener. Selon lui, le manteau terrestre serait animé de courants de convection très lents ayant pour origine la chaleur libérée par la désintégration des éléments radioactifs. Ces courants seraient à l'origine des déplacements horizontaux des continents en surface. Le modèle de Holmes, est rejeté lui aussi, il n'emporte pas l'adhésion immédiate du monde scientifique. L’hypothèse de Wegener n'est toujours pas validée mais reste envisageable en raison du comportement visqueux de la Terre.
Alexander Du Toit, un géologue sud-africain est frappé par l’extraordinaire ressemblance entre la géologie paléozoïque et mésozoïque de l’Afrique du Sud et celle de l’est de l’Amérique du Sud. Dans son livre « Our wandering continents », paru en 1937, il avance l’hypothèse d’une séparation de la Pangée initiale en deux supercontinents nord et sud, la Laurasie et le Gondwana, séparés, depuis la fin du Paléozoïque, par la Téthys. Ces supercontinents ont, depuis, connu une histoire indépendante.
Marcel Roubault, professeur à l’Université de Nancy, qui, en 1949, dans son livre La genèse des montagnes, n’hésite pas à écrire, après avoir passé en revue les objections faites à l’hypothèse de la dérive des continents : « Et pourtant, après mûre réflexion, je pense que la théorie de Wegener recèle une grande part de vérité. » Et de continuer quelques lignes plus loin : « Elle mérite infiniment mieux que l’accueil boudeur et les discussions réticentes réservées à cette hypothèse par certains savants, trop visiblement réfractaires à des idées révolutionnaires. »
" Mais il faudra attendre l’exploration de nouveaux domaines d’investigation, paléomagnétisme, études des fonds océaniques…, dans les années 1960, pour que la théorie des déplacements continentaux renaisse de ses cendres. "
Ses détracteurs mettront 45 ans avant de se rendre à l’évidence des démonstrations de ce grand scientifique disparu en 1930 à l’âge de 50 ans, et pire encore, dont certains eurent même l'aplomb de revendiquer les travaux de rechertche.
La collision Inde - Eurasie
Une collision à grande vitesse.
Il y a 55 millions d'années la marge sous-marine de la plaque indienne qui s'était détaché du super continent, le Gondwana, 105 millions d'années plus tôt entre collision avec celle de l'Asie, l'océan Téthys va disparaitre.
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Il y a 160 millions d’années lorsque le super continent, Gondwana, s’est fracturé, alors que les différentes parties se sont déplacées vers leur actuel emplacement à une vitesse des quelques centimètres par an, l’une des parties, plus légère, car plus fine a traversé un océan, la Téthys, à une vitesse extraordinaire, de l’ordre de 15 à 20 cm par an. Au bout de quelques dizaines de millions d’années, cette plaque a violemment percuté une autre plaque continentale, l’Eurasie dans sa partie orientale, l'Asie.
La violence du choc fut si forte qu’elle « bulldoza », pour reprendre le terme utilisé par Frank Bursley Taylor à la fin du XIX siècle, ce qui est devenu l’Himalaya en quelques millions d’années, tout en soulevant le Plateau Tibétain.
Une plaque ultrafine qui se déplacerait à grande vitesse ?
Comment expliquer ça ?
Déjà remarqué par les géologues qui avaient calculé cette vitesse, encore fallait-il l’expliquer.
Une hypothèse était la légèreté, pour la connaître, il fallait connaître l’épaisseur de la plaque, il a donc fallu la mesurer.
Ce sont deux équipes scientifiques qui se sont attelées à cette tâche :
-
les géologues indiens de l’Institut National de Géologie,
-
les géologues allemands du Centre de Recherche Géologique GFZ.
Ils ont installé trente-cinq stations de mesure et ont utilisé une méthode du GFZ, l’analyse des ondes sismiques de type S, qui sont les ondes de cisaillement. Ainsi on constata une épaisseur entre deux et trois fois inférieure aux autres plaques du continent mère, le Gondwana.
L’explication de cette faible épaisseur pourrait être due à un point chaud sous le Gondwana en dessous de ce qui est devenu la plaque indienne.
Quid de l’Asie avant le choc.
La bordure, rectiligne, s’étendait de ce qui est aujourd’hui l’Iran, jusqu’à l’actuelle Sumatra, c’est une chaîne de montagnes de subduction océanique, du type des Andes, à l’arrière de ces montagnes on a un plateau (Tibétain), paysage plat formé de sédiments, restes érodés de montagnes d’époques anciennes, calédoniennes, hercyniennes et triasiques et de bloc rigides magmatiques.
Le choc
A l’approche de la plaque indienne qui fonce vers ce continent, la Téthys se ferme et la chaîne de montagnes se déforme en expulsant des morceaux sur l’arrière du continent.
C’est le début du bulldozage et de la subduction continentale. La croûte de la plaque indienne moins dense ne s’enfonce pas, seul le manteau s’enfonce de cm par an sous et se détache en soulevant le plateau tibétain. Cette croûte qui continue à avancer à une vitesse réduite par la collision, à environ 5cm par an, va créer une chaîne de montagnes qui va s’élever relativement lentement en raison de l’érosion, seulement deux millimètres par an, avec des effondrements réguliers décamétriques, environ deux par millénaire. Au fur et à mesure de l’avance de la lithosphère de la plaque, la croûte du continent se fracture en écailles qui vont se chevaucher et s’enfoncer, il en est de même pour la croûte de la plaque qui s’écaille et l’empilement de toutes ces écailles va former l’Himalaya.
La subduction a ainsi absorbé 2500 km de convergence des deux continents.
De nos jours la partie sud de l’Inde, la pointe de la plaque, a une épaisseur d’environ 30 à 40 km alors que sous l’Himalaya la croûte atteint 75 km.
Illustration d'après "pour la science"
(hors série juin 95)
Illustration d'après "pour la science"
(hors série juin 95)
COUP D’ŒIL SUR L'EUROPE au
PALEOGENE/EOCENE
CI-DESSUS ON LA RECONNAIT
ALORS REMONTONS A 600 000 000
Voici les faits saillants de l’histoire géologique présentée dans les cartes paléogéographiques :
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Ouverture de l’Édiacarien et propagation rapide au début du Paléozoïque de Japetus Oean et étapes ultérieures de fermeture marquées par des arcs insulaires frangeants le long de Laurentia et de Baltica
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Collision classique Baltica-Laurentia-Avalonia pour fermer le Japet et former l’orogenèse calédonienne-acadienne
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Un modèle à deux océans (rhéique au nord, moldandoise-paléotéthys au sud) pour l’orogenèse varisque avec un microcontinent ruban entre les deux océans — Armorica (ou Hun) superterrane — qui a été capturé entre la convergence de Baltica et de l’Afrique
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L’importance du promontoire africain et sa position attachée à l’Afrique pendant l’orogenèse varisque
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Une Europe varisque/pangéenne avec un promontoire africain fixe qui faisait face aux océans Paléotéthys et Néotèces et remplissait solidement le sommet entre l’Europe et l’Afrique
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La rupture des terranes du Gondwana et du promontoire africain pour fermer les Paléotéthies, ouvrir les Néotéthys et générer l’orogenèse cimmérienne (senso latto)
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Le promontoire africain s’est séparé de l’Europe stable au Jurassique lors de l’ouverture de l’océan alpin (Penninic-Piemont)
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La majeure partie du promontoire africain est restée attachée à l’Afrique jusqu’à la fin du Mésozoïque et du Cénozoïque — son démembrement au crétacé et au Cénozoïque et sa collision subséquente avec l’Europe stable ont été un facteur majeur dans les différentes phases de l’orogenèse éoalpine-alpine
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Comme l’Afrique a été forcée vers l’Europe lors de l’ouverture de l’Atlantique, l’océan Alpin et l’océan Téthys oriental et ses différentes armes ont été fermés et l’orogenèse alpine a été générée
Ce diaporama, conçu avec les carte que m'a généreusement autorisé à utiliser le Pr. Ron Blaket, vous montre l'évolutions de ce qui deviendra l'Europe depuis l'Ediacarien 600 000 000 d'années.
Publiées avec l'aimable autorisation du Pr. Ron Blakey
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DÉCOUVERTES RÉCENTES 2015/2018
La tectonique des plaques existerait depuis bien plus de 800 millions d'années
Article de Laurent Sacco publié le 18/12/2015 sur Futura planète.
De quand date le début de la tectonique des plaques ? Certains géodynamiciens lui donnaient 800 millions d'années mais la réponse à cette question reste controversée. Une nouvelle analyse des conditions de formation de certaines roches métamorphiques, les schistes bleus, laisse maintenant penser que cette tectonique pourrait dater d'un milliard d'années, voire plus.
Dans les années 1960, l'adoption de la théorie de la dérive des continents, et finalement de la théorie de la tectonique des plaques qui en est sa forme moderne, a constitué un changement de paradigme important pour la communauté des géosciences. Ce ne fut pas sans de multiples résistances, jusqu'au début des années 1970. Le volcanologue Haroun Tazieff et ses collègues explorant la fameuse dépression de l'Afar, en Afrique de l'Est, y découvrirent un rift océanique exondé et contribuèrent à cette révolution des sciences de la Terre. En effet, dans cette région du globe, il est possible de voir et mesurer l'expansion des océans et la fabrication d'une nouvelle croûte océanique. Cependant, la surface de la Terre étant finie, il faut nécessairement que de la croûte océanique disparaisse quelque part.
La clé de l'énigme est facile à trouver : il se produit des phénomènes dit de subduction, c'est-à-dire le plongement d'une plaque océanique sous une autre, par exemple continentale. Or cette subduction s'accompagne de processus de transformation des roches qui font partie de ce que l'on appelle le métamorphisme. En l'occurrence, du basalte de plaque océanique qui plonge dans le manteau va subir des augmentations de pression et de température. Lorsque ces dernières sont respectivement hautes et basse, le basalte voit sa composition minéralogique changer ; il se forme alors des schistes bleus. Il s'agit de roches métamorphiques caractérisées par la présence de glaucophane (couleur bleue) et de micas blancs.
Des schistes utilisés comme marqueur de la subduction
Les mouvements tectoniques font que certaines de ces roches caractéristiques d'une subduction d'une plaque océanique sous une plaque continentale peuvent se retrouver à la surface de la Terre. Il est ainsi possible de trouver de très beaux affleurements de ces roches, par exemple sur l'île de Groix, en Bretagne. Ces affleurements nous permettent de collecter des échantillons qui peuvent être datés. Surprise : on ne trouve pas de schistes bleus dont l'âge est supérieur à 800 millions d'années environ. Des géodynamiciens en avaient conclu que c'était là l'âge du démarrage de la tectonique des plaques.
Malheureusement, cela n'est pas sans poser problème car d'autres indications laissent entendre que la tectonique des plaques existe sur Terre depuis des milliards d'années (pendant l'Archéen et peut-être même l'Hadéen). Cette tectonique devait être différente d'aujourd'hui, avec un plus grand nombre de plaques se déplaçant plus rapidement car le manteau de notre planète était plus chaud et plus convectif.
En étudiant des schistes bleus, des géodynamiciens en avaient conclu que l'âge du démarrage de la tectonique des plaques était de 800 millions d'années. Aujourd'hui, un verrou vient de sauter : le phénomène aurait pu exister avant. Sur la photo, les roches du Lavoir, sur l'île de Groix, en Bretagne. © Christian Nicollet
Heureusement, un article récemment publié dans Nature Geoscience par des chercheurs de l'université Johannes Gutenberg de Mayence, en Allemagne, a semble-t-il levé la contradiction grâce à un modèle géochimique. Un manteau plus chaud signifie aussi que la composition de la croûte océanique était différente il y a plus d'un milliard d'années : elle était plus riche en oxyde de magnésium. D'après ce modèle, la subduction d'une telle croûte ne produit pas de schistes bleus mais bien de schistes verts, que l'on associe aujourd'hui à du métamorphisme se produisant dans des conditions de basses pression et température.
Le manque de schistes bleus dans les roches anciennes n'est pas incompatible avec une subduction. Un verrou a donc sauté qui nous empêchait d'admettre que la tectonique des plaques était déjà active il y a 3,8 à 4 milliards d'années.
La tectonique des plaques existerait depuis au moins 2,1 milliards d'années
Publié le 08/11/2018 sur Futura Planète
Des roches appelées éclogites trouvées en Afrique témoignent de l'existence d'une tectonique des plaques il y a 2,1 milliards d'années, semblable à celle que l'on connaît, depuis quelques centaines de millions d'années. Le fameux cycle de Wilson d'ouverture et de fermeture d'océans avec la fragmentation et la formation d'un supercontinent devait déjà exister.
La théorie de la tectonique des plaques, la forme moderne qu'a prise la théorie de la dérive des continents d’Alfred Wegener à la fin des années 1960 et qui allait définitivement être admise par la communauté scientifique au cours de la décennie suivante, n'a pas encore livré tous ses secrets. On sait qu'elle opère depuis au moins 400 millions d'années et qu'elle semble respecter des cycles de fermeture et d'ouverture d'océans avec des plaques continentales qui entrent en collision ou se déchirent, quand il ne s'agit pas aussi de plaques océaniques, selon le fameux cycle de Wilson.
Mais si l'on veut plonger dans un passé de la Terre plus ancien, les conclusions quant à la dérive des continents et à l'expansion des océans sont plus problématiques. Il y a d'abord le fait que l'on sait que le contenu en chaleur de la Terre et sa température interne évoluent irréversiblement depuis sa naissance il y a plus de 4,5 milliards d'années. Les processus convectifs dans le manteau de la Terre, il y a plusieurs milliards d'années, ne devaient donc pas être les mêmes. On est amené à penser qu'il existait alors un plus grand nombre de plaques, de plus petites tailles et animées de mouvements plus rapides. Les laves crachées par les volcans devaient être plus chaudes et de fait nous savons que depuis environ 2,5 milliards d'années, les laves appelées komatiites ne s'épanchent quasiment plus à la surface de la Terre.
Un échantillon d’éclogite.
Les grenats rouges sont bien visibles.
Pour le dire autrement, nous ne savons pas avec certitude quand la tectonique des plaques est apparue sur Terre ni quand sa forme moderne s'est mise en place. Chercher à répondre à ces questions dans le cas de la Terre nous permettrait aussi de comprendre pourquoi des planètes comme Vénus, Mars ou Mercure n'ont pas de tectonique des plaques actuellement. Il est même possible qu'elles n'en aient jamais connue. Une planétologie comparée nous permettrait non seulement de mieux comprendre notre planète bleue mais aussi d'évaluer les chances d'en trouver de similaires dans le monde des exoplanètes. Une question d'importance, tant il est vrai que la tectonique des plaques a affecté la vie sur Terre et a permis son évolution en stabilisant le climat sur le long terme au niveau du cycle du carbone.
Des processus magmatiques et métamorphiques avec un cycle de Wilson
Les archives terrestres contiennent des indications sur ce qui s'est passé il y a des centaines de millions d'années et même des milliards d'années. On peut en particulier décrypter ces archives en se basant sur notre connaissance des processus magmatiques à l'origine des roches plutoniques et sur les processus métamorphiques qui peuvent les transformer, ainsi que les laves et les roches sédimentaires. Les conditions de pression et de température qui les accompagnent sont, en effet, différentes lorsque des continents entrent en collision ou que des plaques océaniques plongent par subduction sous d'autres plaques. Comme le disent les géologues, il y a donc un contexte géodynamique qui explique l'occurrence de processus magmatiques et métamorphiques. Certains participent à la production de ce contexte géodynamique et vont laisser des traces qui les traduisent, quand on sait les lire.
Dans les Alpes, il est possible de trouver des échantillons d’éclogites qui sont des roches métamorphiques. Elles se sont formées en profondeur à partir de basaltes ou de gabbros. Les hautes pressions et basses températures ont changé leur composition minéralogique. © Lambert Claire
Ces considérations permettent de comprendre l'intérêt d'une étude associant des laboratoires belges et français (Early Life Traces & Evolution-Astrobiology Lab ULiège ; laboratoire G-Time, ULB ; laboratoire Magmas et Volcans, CNRS UMR 6524, IRD, Université Clermont Auvergne ; département des Sciences de la Terre, musée Royal d'Afrique Centrale, Tervuren) qui a donné lieu à une publication dans le journal Scientific Reports. Les chercheurs y annoncent qu'ils ont une preuve que la tectonique des plaques moderne existait déjà il y a 2,1 milliards d'années environ.
Tout est parti de l'étude de roches métamorphiques bien précises que l'on appelle des éclogites et qui, dans le cas présent, ont été découvertes en République démocratique du Congo. Elles sont les plus anciennes éclogites connues, formées dans des conditions dites de haute pression-basse température (HP-BT, en l'occurrence 17-23 kbar/500-550 °C).
Selon les géologues, ces éclogites dérivent de gabbros qui se sont mis en place en profondeur à l'occasion d'un processus de rifting, ayant déchiré un continent pour faire naître un océan. Ils ont ensuite été enfouis par la subduction lors de la fermeture de cet océan avant d'être ramenés en surface par des mouvements tectoniques.
Ce serait, selon eux, le témoignage d'un cycle de Wilson très similaire à ceux que l'on a mis en évidence plus tard dans l'histoire de la Terre.
Ce qu'il faut retenir
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On a des raisons de penser que la tectonique des plaques était différente il y a plusieurs milliards d'années, mais on ne sait pas très bien à partir de quand elle a pris son aspect moderne avec des cycles de Wilson pour la formation et la fragmentation d'un supercontinent.
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Des éclogites trouvées en Afrique, provenant par métamorphisme de gabbros, gardent la mémoire d'un tel cycle moderne avec dérive des continents il y a 2,1 milliards d'années.
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La tectonique des plaques est donc au moins aussi ancienne, mais l'on ignore toujours quand elle a vraiment débuté.