Tout savoir de la tectonique des plaques en 5 minutes

La tectonique des plaques…tu as déjà vaguement entendu parler de ça sans vraiment savoir ce que c’était ni à quoi ça pouvait bien servir? Alors ne bouge pas, nous partons à la découverte de ce phénomène aussi puissant qu’invisible dans notre quotidien!

Comment les continents se sont-ils formés?

L’histoire de la tectonique des plaques commence au moment où la Terre n’est qu’une grosse boule de roche en fusion.

Refroidissement de notre planète

Il y a environ 4 milliards d’années, notre planète se refroidit et une croûte se forme à sa surface. En effet, le processus qui permettait aux roches d’être en fusion s’arrête, elles se refroidissent et, par la même occasion, se solidifient (si tu as besoin d’un rappel sur les 3 états que l’on peut trouver dans les matériaux, tu peux aller lire cet article). La roche, sous cette croûte reste liquide (enfin, visqueuse plus exactement). 

On ne sait pas exactement de quoi était constituée cette croûte puisqu’il n’en reste pour ainsi dire rien aujourd’hui.

Nous sommes donc face à une Terre qui se rapproche légèrement de ce à quoi elle ressemble aujourd’hui. Jusqu’à ce moment, il était impossible de trouver de l’eau à l’état liquide sur notre planète. Mais les températures qui diminuent permettent l’apparition de cet or bleu. La Terre se recouvre peu à peu d’un gigantesque océan au-dessus de la croûte. C’était il y a 4,2 milliards d’années.

Il est difficile de savoir comment cette croûte s’est cassée pour que des terres émergent de ce super océans et donnent ainsi naissances aux continentd faire apparaitre les continents et que des terres immergées sortent de ce.

Cependant, une étude réalisée il y a quelques années sur des roches vieilles de plus de 4 milliards d’années, émet l’hypothèse que le mécanisme à l’origine des plaques tectoniques serait le même que celui qui a permis à l’Islande d’apparaitre^[1] !

Apparition des continents

La première difficulté pour étudier les prémices de nos continents est de trouver ces roches datant d’une autre ère ! Mais à force de pugnacité, les chercheurs ont fini par mettre la main sur une roche nommée gneiss et qui contient des cristaux de zircon datant de 4,02 milliards d’années ! Ces cristaux se forment lors du refroidissement du magma et ont été trouvés au fin fond du nord-ouest canadien ! J’imagine sans difficulté la joie de l’équipe quand ils ont sorti la doyenne de la Terre !

Ils ont ensuite fait passer quelques examens à ces cristaux et ils en ont déduit que cette roche avait été formées à partir d’un magma peu profond, comme pour l’Islande !

L’équipe de chercheurs a déduit de cette trouvaille que la croûte qui entourait la Terre il y a fort fort longtemps a été « cassée » par la remontée de magma ! En clair, ça veut dire quoi ? Et bien la Terre a beau avoir été refroidit à l’extérieur, elle est encore (et toujours !!) bouillante à l’intérieur ! Cette chaleur permet l’apparition de magma (autrement dit, de la roche en fusion). Ce magma n’a qu’une idée en tête : remonter à la surface.

Il monte, il monte et là, il se trouve coincé derrière la croûte. Il ne peut pas sortir. Sauf qu’il y a encore du magma qui remonte et qui pousse. Encore et encore. Et au bout d’un moment, le magma pousse si fort, que la croûte se casse et c’est la ruée vers la liberté ! La première croûte de la Terre (que l’on appelle croûte primitive, si tu veux tout savoir !), se fendille, laisse sortir le magma, qui se refroidit au contact de l’eau. A force de remontrer, le magma s’accumule à la surface jusqu’à former une terre immergée. C’est le début de l’histoire des continents !

Qu’est-ce que la tectonique des plaques?

Je ne t’apprends rien si je te dis que la croute de la Terre n’est pas en continuelle expansion ! Elle a une certaine taille, et elle la conserve ! Autrement dit, la sortie du magma n’est pas sans conséquence ! La croûte primitive est agrandie par l’arrivée du nouveau magma alors que la circonférence de la Terre reste la même. Donc physiquement parlant, il y a un problème ! Mais comme Dame Nature n’est pas sans ressource, elle met en place un mécanisme d’une puissance incroyable : la subduction ! Qu’est-ce que c’est que ça ?

Et bien à l’opposé de l’entrée en scène du magma, la croûte va être mise à rude épreuve et va finir par céder. Là aussi, la croûte se casse mais cette fois-ci ce n’est pas parce qu’elle est trop étirée mais parce qu’elle est trop poussée ! Résultat, l’un des morceaux de la croûte va abdiquer et se mettre à plonger dans les profondeurs de la Terre pour laisser la place à son confrère !

La subduction, c’est ce phénomène qui voit un morceau de la croûte plonger sous un autre, dans les abimes de la Terre.

Si je reviens à l’endroit où remonte le magma, les deux bords de la croûte terrestre se séparent. Avec le temps, la surface de la croûte s’enfonce un peu à l’intérieur de la Terre, formant comme une énorme cuvette de chaque côté de la remontée du magma. Ces cuvettes se remplissent peu à peu d’eau…et voilà que de nouveaux océans apparaissent !

En langage géologique, ces endroits où le magma fait surface et provoque le déplacement de la croûte terrestre sont appelés des « dorsales médio-océaniques ».

Dérive des continents et tectonique des plaques

D’un côté, le magma sort des entrailles de la Terre, de l’autre, un phénomène de subduction se met en place. Tout est là pour expliquer la dérive des continents et la tectonique des plaques!

A force de magma qui remonte à la surface, un énorme continent se crée il y a un milliard d’année. Il s’appelle le Rodinia.

Celui-ci se fragmente en différents morceaux (le protogondwana, la Laurentia, la Siberiadwana, et la baltica) faisant apparaitre un nouvel océan appelé Lapetus.

Grâce à la dérive des continents qui est déjà en place, tous ces morceaux vont venir s’accrocher entre eux et former ainsi ce qu’on appelle aujourd’hui la Pangée. C’était il y a 200 millions d’années et toutes les terres immergées ne formaient qu’un seul et unique continent. L’océan autour de lui s’appelait Panthalassa.

C’était l’époque des premiers dinosaures (Nyasasaurus, Riojasaurus…)

Par la suite, la Pangée s’est cassée en 2 morceaux : la Laurasia (au nord) et le Gondwana (au sud), entre les deux un océan s’est formé : le Téthys. C’était il y a environ 140 millions d’années, à l’époque des brachiosaures. Dans un deuxième temps, aux environs de 70 millions d’années (au moment des protoceratops), ce qui devait devenir les Amériques s’est séparé de ces deux continents, laissant place à l’océan Atlantique^[2].

Peu à peu, les continents ont bougé, se sont éloignés ou rapprochés au fil des millénaires pour prendre leur position qu’on leur connait aujourd’hui.

Découverte de la tectonique des plaques

Comment la théorie de la dérive des continents a-t-elle était découverte ?

Comment avons-nous découvert que les continents, et donc les plaques tectoniques, se baladent ? Et bien c’est à force d’études géologiques, lithologiques, paléontologique, paléoclimatique… et de logique ! En effet, comment expliquer que certains fossiles de plantes et d’animaux très ressemblant soient découverts de part et d’autre d’un océan alors que ces espèces sont bien incapables de nager sur une telle distance? Et bien tout simplement en supposant que ces deux côtes océaniques n’étaient pas séparées par un océan, mais se tenaient, main dans la main pour partager leur climat, leur faune et leur flore !

Petit détail en passant : la séparation d’une population en deux, suite à la dérive des continents, a bien souvent donné naissance à des évolutions complètement indépendante d’un côté et de l’autre de l’océan pour aboutir finalement à deux espèces différentes ! C’est toute l’histoire de l’évolution et de la sélection naturelle.

Un autre argument en faveur de la dérive des continents est tout simplement la forme des continents actuels ! Découpe un planisphère et tu verras que tu peux assembler les continents entre eux !

L’histoire de la théorie de la dérive des continents

La théorie de la dérive des continents n’est pas nouvelle ! Elle a été émise pour la première fois en 1596 par un cartographe du nom d’Abraham Ortelius.

Puis elle été reprise par de nombreux savants au cours des siècles suivants. Mais au XIX^ème siècles, les scientifiques renient cette théorie. Et il faut attendre le XX^ème siècle pour qu’elle revienne sur le devant de la scène.

Elle a été réellement développée et popularisée par un scientifique allemand du nom de Alfred Wegener dans une première conférence en 1912. Sa théorie a ensuite été publiée en 1915, dans un livre intitulé « La genèse des continents et des océans »^[3]. Sa théorie a d’ailleurs été appelée « la théorie de la dérive des continents » à ce moment-là.

 L’opposition à cette théorie fut importante^[4]. Certes, il y avait un faisceau d’indices allant dans le sens de l’existence d’un mégacontinent par le passé. Mais l’explication de Wegener concernant la dérive de ces continents pour former ceux que l’on connait aujourd’hui n’a convaincu personne ! Tu vas me dire que c’est normal ! La composition de l’intérieur de la Terre n’était pas connue à cette époque il lui était donc impossible d’expliquer le mécanisme de la dérive des continents que l’on connait aujourd’hui sous le nom de « tectonique des plaques ».

Il a fallu attendre les années 1960 pour que des preuves plus formelles soient apportées grâce à la découverte d’anomalies magnétiques (que je ne développerai pas ici, mais dis-moi si ça t’intéresse !)

Et aujourd’hui ?

Et bien aujourd’hui, la tectonique des plaques est toujours en place et les continents continuent inlassablement leur petite balade ! Il existe officiellement 15 plaques tectoniques principales et 43 plaques considérées comme secondaires. Et chacune d’elles se déplacent à une vitesse allant de quelques millimètres par an à 15cm par an. Ce n’est pas rien !

Mais alors, il y a combien de continent au total sur Terre ? Et bien là, la réponse varie ! Et bien oui, il existe plusieurs modèles allant de 4 continents (Amérique, Océanie, Antarctique et « Eurafrasie ») à 8 continents (Europe, Asie, Afrique, Amérique du Nord, Amérique du Sud, Australie, Zealandia, Antarctique)^[5]. Tout dépend de la définition que l’on donne au terme « continent » !

Si tu devais revenir sur Terre dans un million d’année, à quoi ressemblerait les continents selon toi?

Bibliographie pour comprendre la tectonique des plaques

• [1]         J. R. Reimink, T. Chacko, R. A. Stern, et L. M. Heaman, « Earth’s earliest evolved crust generated in an Iceland-like setting », Nat. Geosci., vol. 7, n^o 7, Art. n^o 7, juill. 2014, doi: 10.1038/ngeo2170.
• [2]         E. Bullard, J. E. Everett, et A. G. Smith, « The Fit of the Continents around the Atlantic », Philos. Trans. R. Soc. Lond. Ser. Math. Phys. Sci., vol. 258, n^o 1088, p. 41‑51, 1965.
• [3]         A. Wegener, Die Entstehung der Kontinente und Ozeane. Von Prof. Dr. Alfred Wegener. 2. gänzlich umgearb. Aufl. Mit 33 Abbildungen. Braunschweig F. Vieweg & sohn, 1920. Consulté le: 12 novembre 2022. [En ligne]. Disponible sur: http://archive.org/details/dieentstehungder00wege
• [4]         A. Hallam, « Alfred Wegener and the Hypothesis of Continental Drift », Sci. Am., vol. 232, n^o 2, p. 88‑97, 1975.
• [5]         « La formation des continents – Tout savoir sur l’évolution des continents », projetecolo.com. https://www.projetecolo.com/la-formation-des-continents-tout-savoir-sur-l-evolution-des-continents-165.html (consulté le 12 novembre 2022).