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Théorie de la tectonique des plaques

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Objectifs

Les travaux de Wegener ont permis de comprendre qu’il existait une dérive des continents les uns par rapport aux autres. C’est dans les années 60 que la théorie de la tectonique des plaques a été établie mettant en évidence la mobilité des continents.
Quels sont les arguments en faveur de la tectonique des plaques et quels sont les moyens modernes qui renforcent cette théorie ?

1. Les arguments de Wegener en faveur d'une dérive des continents

Au début du 20^e siècle, Wegener (1880-1930) émet l'hypothèse qu'autrefois, les continents étaient réunis et que la place qu'ils occupent actuellement résulte d'un lent déplacement latéral. Cette théorie de la « dérive des continents » s'appuie sur des arguments géologiques, paléontologiques et géographiques.
La complémentarité de formes des masses continentales, notamment le côté est de l'Amérique du Sud et l'ouest de l'Afrique, est un argument en faveur d'une liaison passée de ces deux continents.

Le contenu fossilifère de diverses régions renforce cette idée d'un supercontinent. En effet, la présence d'animaux et de végétaux fossiles semblables a été constatée dans des régions actuellement séparées par des océans. Or, ces derniers constituent des obstacles insurmontables pour la dispersion des espèces comme les reptiles ou les plantes. Cette répartition des fossiles ne peut s'expliquer que par une réunion dans le passé des masses continentales.

Doc. 1 : Les arguments géographiques et paléontologiques

Enfin, Wegener étaye sa théorie par des arguments géologiques. Diverses formations comme les moraines, les sables désertiques ou les roches évaporitiques constituent des marqueurs climatiques. La distribution de ces formations, notamment des moraines glaciaires en Inde, s'explique si l'on admet une disposition différente des continents, regroupés en un super continent, la Pangée.

2. Les arguments en faveur de la tectonique des plaques

Dans cette expression, on parle de « plaques » pour évoquer les plaques lithosphériques (épaisseur variant de 30 à 100 km) composées de la croûte (océanique ou continentale) et de la partie supérieure du manteau supérieur. Elles sont rigides et se déplacent sur une partie du manteau plus ductile.

a. Notion de tapis roulant et de courant de convection

La conception du déplacement des plaques se trouvera renforcée par l'hypothèse de Harry Hess, en 1962. Suggérant qu’il existe des courants de convection dans le manteau à l’origine de la formation de la croûte océanique au niveau des dorsales et de la disparition de cette croûte au niveau des fosses des zones de subduction, il proposa l'hypothèse du « double tapis roulant » des fonds océaniques. Cette théorie eut l'avantage de préciser les zones d'ascendance de matière, au niveau des dorsales, et d'interpréter plus précisément le mécanisme des fosses océaniques, courant descendant de matière.

Doc. 2 : Le « double tapis roulant » causé par le mouvement de convection en profondeur.

b. L'hypothèse de Vine et Matthews : l'apport du paléomagnétisme

En 1963, Vine et Matthews ont l'idée de mettre en relation les caractéristiques magnétiques du plancher océanique et l'hypothèse du « double tapis roulant » de Hess.

Au début du siècle, des chercheurs ont montré que le champ magnétique terrestre a subi au cours des temps géologiques de nombreuses inversions : le pôle Nord magnétique était à certaines périodes au sud, et le pôle Sud au nord. La croûte océanique se formant de façon continue et régulière au niveau des dorsales, elle constitue grâce au basalte un véritable enregistrement de ces anomalies magnétiques.

Ces données sont des arguments en faveurs d’une expansion du plancher océanique et confortent le modèle que les plaques sont animées d’une tectonique.

Doc. 3 : Anomalies magnétiques de part et d’autre d’une dorsale océanique

3. La tectonique des plaques : un modèle éprouvé

Le déplacement des plaques peut être mesuré grâce au GPS (depuis la fin du 20^e siècle).
Les satellites permettent de mesurer l’orientation et la vitesse de déplacement des plaques les unes par rapport aux autres.
Les vitesses de déplacement des plaques comme l’expansion des fonds océaniques sont en accord avec les données du paléomagnétisme.

Les plaques sont animées de 3 types de mouvements :
- de divergence au niveau des dorsales ;
- de convergence au niveau des zones de subduction et de collision ;
- de coulissage au niveau des failles transformantes le long des dorsales.

Doc. 4 : Mouvements tectoniques de plaques

L'essentiel

Le modèle actuel de la tectonique des plaques résulte de la superposition de nombreux arguments. Ce modèle est conforté aujourd’hui par les données GPS.
La lithosphère est donc découpée en plaques rigides animées de mouvement de rotation créant ainsi au niveau des frontière de plaque des mouvements de divergence, convergence et/ou de coulissage.

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