L'Origine de la Tectonique des Plaques |
Voyage au Centre de la Terre |
LA RECHERCHE N°563 > Novembre > 2020 |
L'Origine des Mouvements Tectoniques élucidée |
F.G. - SCIENCE & VIE N°1228 > Janvier > 2020 |
La Tectonique des Plaques à 3,3 Milliards d'Années |
N.B. - POUR LA SCIENCE N°504 > Octobre > 2019 |
La Tectonique des Plaques : Fille des Météorites |
F.O. - SCIENCES ET AVENIR N°849 > Novembre > 2017 |
L'Hypothèse Armageddon |
Et si la dérive des continents était née de l'impact d'un monstrueux astéroïde, survenu il y 3,26 milliards d'années ? Ce scénario apparaît (enfin) crédible après la découverte de roches extraterrestres. Explications.
REPERE : La croûte terrestre est constituée de 15 plaques tectoniques principales et d'une quarantaine de plaques secondaires. Océaniques ou continentales, elles se déplacent lentement (quelques centimètres par an) à la surface du globe, mues par les courants de convection du manteau terrestre. Leur mouvement, la tectonique des plaques (les plaques tectoniques sont sans cesse renouvelées. Elles croissent, au niveau des dorsales océaniques, en agglomérant les remontées de magma issues du manteau terrestre, et disparaissent au niveau des zones de subduction, régions où les plaques les plus denses plongent sous les plaques les plus légères, et s'enfoncent dans le manteau), est connu depuis les travaux de Wegener en 1912. Mais l'origine de ce mouvement essentiel de la dynamique du globe reste encore méconnue.
Représentez-vous un bloc de roche d'environ 45 km de diamètre, heurtant la Terre à plus de 70.000 Km/h. La chaleur dégagée par l'onde de choc fait bouillir les océans. Les roches sont liquéfiées ou vaporisées, les poussières soulevées par l'impact remplissent l'atmosphère entière. Des ondes sismiques, inouïes se répercutent sur toute la planète, fissurant la croûte terrestre. S'ensuivent des tsunamis monstrueux, qui ne laissent derrière eux qu'un cratère colossal de près de 500 kilomètres de diamètre...
En guise de comparaison, le météore que l'on soupçonne d'avoir participé à l'extinction des dinosaures, il y a 66 millions d'années, ne mesurait qu'une dizaine de kilomètres de diamètre, et le cratère qu'il a creusé sur la côte du Yucatan, au Mexique, seulement 177 km ! Ce monstrueux impact a bien eu lieu, mais infiniment plus tôt : il y a exactement 3,26 milliards d'années. Et ce n'est pas tant la vie qui en a été bouleversée - quoique des êtres unicellulaires aient pu, déjà, être présents -, que la dynamique géologique de la planète tout entière. De fait, cet impact a initié la colossale mécanique de dérive des plaques de la croûte terrestre.
Telle est en tout cas l'hypothèse qu'avancent aujourd'hui des géophysiciens de l'université Stanford (Etats-Unis), sur la base d'une étude extrêmement fouillée du groupe d'Onverwacht. Situé en Afrique du Sud, ce site géologique, qui date de 3,3 milliards d'années, compte parmi les plus anciens du globe. Il est "parcouru de failles de plusieurs centaines de mètres qui abritent des fragments de roche bien particuliers : les sphérules", précise Donald Lowe, l'un des auteurs de l'étude. Or, les sphérules du groupe d'Onverwacht, de petites particules rondes formées par la condensation de goutelletes de roches en fusion, sont riches en irridium et en platine, deux éléments communs... dans les météorites !
Autre indice : la concentration des différentes formes du chrome contenu dans les matériaux déposés dans les failles est différente de celle des roches terrestres. Enfin, au sommet des dépôts se trouvent des sédiments caractéristiques du passage d'un tsunami. Selon les scientifiques, tout désigne l'impact d'un astéroïde tombé du ciel. Impossible toutefois de retrouver son cratère : l'astéroïde s'est abimé quelque part dans un paléo-océan aujourd'hui disparu. Reste que la taille et la composition des sphérules, ainsi que la configuration des failles et des dépôts de sédiments ont permis aux géophysiciens de déduire les dimensions du bolide... et d'évaluer les conséquences du cataclysme.
Bilan : un monstre au diamètre estimé entre 38 et 57 km, dont l'impact a provoqué des ondes sismiques d'une magnitude 1000 fois plus grande que les plus puissants séismes jamais enregistrés, qui ont dû faire plusieurs fois le tour de la Terre et résonner dans le manteau et la croûte terrestre pendant plus d'un quart d'heure. Surtout, de telles secousses dépassent de loin la capacité de résistance mécanique de la croûte primitive. Selon Norman Sleep, autre auteur de l'étude, "cet événement mégatectonique a pu atteindre le manteau et initier une subduction sous les formations du groupe Onverwacht".
TOUT CONCORDE ! En clair : la puissance de l'impact fut suffisante pour provoquer la plongée d'une plaque sous une autre. Certes, les plaques existaient déjà, nées des craquements accompagnant le refroidissement de la croûte. Mais tout porte à croire qu'elles ont longtemps été bloquées, s'affrontant sans dériver : manquait un espace libre pour que leurs forces se traduisent en mouvements. Tel semble avoir été le rôle de l'astéroïde : le monstre a pu rompre l'équilibre et dégager un espace, créant, dans la violence du choc, le premier chevauchement d'une plaque sur une autre. Le monstre... ou, plus probablement, les monstres. Car à l'époque, les planètes rocheuses du système solaire subissaient un véritable déluge de météorites venues de la ceinture d'astéroïdes, appelé "grand bombardement tardif". D'après les calculs, il tombait sur Terre un bolide de plus d'un kilomètre tous les 20 ans !
Un scénario précis, un faisceau d'indices convaincants... L'origine extraterrestre de la tectonique des plaques a bien des arguments pour elle. Elle n'en convainc pas pour autant toute la communauté des géophysiciens. "À cette époque, les plaques ne pouvaient pas couler dans la manteau : elles n'étaient pas suffisamment froides et denses. Et la convection du manteau était trop vigoureuse et turbulente", fait ainsi valoir Joao Duarte, docteur en géosciences à l'université de Monash (Australie). Il aurait donc fallu attendre encore 1 ou 2 milliards d'années pour que les conditions soient propices aux premières subductions. Sachant qu'alors, des perturbations moins brutales qu'un impact d'astéroïde auraient, aussi, pu "libérer" les plaques : une remontée de magma depuis le manteau, particulièrement puissante ; une irrégularité de la croûte elle-même, s'effondrant sous son propre poids...
Toutefois, les chercheurs sont prêts à admettre que les zones de fragilité créées par les impacts d'astéroïdes ont sans doute pu faciliter les premiers mouvements tectoniques. "La vérité est peut-être dans la combinaison des différentes causes supposées", ajoute Joao Duarte. Si d'autres recherches viennent appuyer l'origine extraterrestre de la tectonique des plaques, alors la Terre pourra se prévaloir d'un autre don du ciel. On sait en effet déjà que les astéroïdes lui ont offert l'eau qui ruisselle à sa surface ; qu'ils sont soupçonnés d'y avoir semé les briques fondamentales de la vie ; voilà qu'ils pourraient aussi l'avoir dotée de l'extraordinaire capacité à réinventer le visage que lui dessinent mers et continents.
D.H. - SCIENCE & VIE N°1163 > Août > 2014 |
La Naissance de la Tectonique des Plaques s'éclaire |
Elles composent la surface de la Terre (lithosphère) et se déplacent de quelques centimètres par an, coulissent, se chevauchent (subduction) ou s'entrechoquent. Mais les plaques tectoniques terrestres gardaient jusqu'ici secrète leur naissance.
Si la présence de Zircons et de granites - n'ayant pu se former que dans des zones de subduction il y a plus de 4 milliards d'années - indiquait bien un début de formation des plaques, elle n'en révélait pas l'origine. D'après les modélisations de Yanick Ricard, du laboratoire de géologie de Lyon, et David Bercovici, de l'université Yale (États-Unis), de lents mouvements de convection du manteau auraient étiré la surface terrestre. La taille des grains des roches aurait ainsi diminuée, créant des zones de faiblesse. "Plus les grains sont petits, plus la roche devient malléable", explique Yanick Ricard. Au hasard des mouvements, de nouvelles zones de faiblesse seraient apparues ici et là, tandis que les précédentes cicatrisaient. Mais la cicatrisation de la croûte terrestre dure 1 milliard d'années, sa fragilisation seulement 10 millions d'années : les zones de faiblesse se seraient ainsi accumulées dans la lithosphère, la découpant en plaques qui s'individualisent il y a 3 milliards d'années, en parfait accord avec l'histoire géologique.
S.F. - SCIENCE & VIE N°1161 > Juin > 2014 |
Où en est la Tectonique des Plaques ? |
Japon, Haïti... Les séismes nous rappellent que la Terre est vivante : la chaleur de son noyau, la fracture en plaques dont les mouvements façonnent sa physionomie. Une "tectonique" que les gélogues ont fini par élucider, depuis qu'un jeune climatologue eut l'intuition, il y a 100 ans, que les continents ont dérivés. Mais il reste un défi : prévoir quand le sol va trembler, un défi majeur...
La faille de San Andreas est une empreinte visible du mouvement tectonique (->).
TECTONIQUE : QUAND LA CHALEUR FRACTURE LA TERRE
PLAQUES : 7 RÉGIONS DU GLOBE ONT TOUT A CRAINDRE
E.M. - SCIENCE & VIE > Janvier > 2012 |
On a Daté la Tectonique des Plaques |
Le ballet des plaques tectoniques aurait débuté il y a 3 milliards d'années.
Steven Shirey (Carnegie Institution, Washington) a étudié près de 4400 impuretés minérales, emprisonnèes dans des diamants et âgées de 1 à 3,5 milliards d'années. L'analyse de ces inclusions a révélé que seuls les échantillons formés il y a moins de 3 milliards d'années contiennent des éclogites, des roches métamorphiques caractéristiques des zones de subduction et de collision entre continents. Cette date marquerait donc le début des interactions entre les plaques.
C.L. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2011 |
L'Origine de la Tectonique des Plaques |
La tectonique des plaques aurait commencé il y a plus de 4 milliards d'années ! Ces zircons apportent un témoignage unique sur "enfance de la Terre".
C'est ce que suggère l'analyse de cristaux de zircon de la région des Jack Hills (Australie) effectuée par Mark Harrison, de l'université de Californie. Vestiges uniques de l'enfance de la Terre, ces zircons étaient déjà à l'origine de l'hypothèse selon laquelle de l'eau liquide et une croûte terrestre étaient présentes peu de temps après la formation de notre planète. Ils indiqueraient aujourd'hui que la Terre était aussi tectoniquement active.
En examinant des minéraux contenus sous forme d'inclusion dans ces cristaux, Mark Harrison a calculé qu'ils s'étaient formés à une température de 700°C sous une pression de 7 kilobars. Ce qui correspond selon le géochimiste à un gradient géothermique localement trois fois plus faible que ce qu'il devait être globalement à l'époque. Une situation que l'on retrouve dans les zones de subduction, ce qui a conduit les chercheurs à envisager que ces zircons ont cristallisé dans un environnement similaire.
A.J. - SCIENCE & VIE > Février > 2009 |