Histoire de marquer le coup, voici un court résumé et une liste de faits se rapportant a l’élaboration de la théorie de la dérive des continents:
C’était en 1912, il y a tout juste 100 ans, qu’Alfred Wegener, météorologue allemand, révolutionnait les sciences de la Terre en présentant a la Société allemande de géologie, une théorie qu’il baptisa “dérive des continents” (die Verschiebung der Kontinente).
Alfred Wegener (Credit: UCMP Berkeley)
La dérive des continents est un phénomène géologique qui fait maintenant partie du savoir scientifique de base. Les preuves sont multiples et la théorie de la tectonique des plaques nous apparait maintenant comme une évidence. Il n’en n’a pas toujours été ainsi. Bien que l’emboitement de l’Europe et de l’Afrique avec le Nouveau monde aie été observé dès la fin du XVIème siècle, il faudra encore attendre près de 200 ans pour que l’approche fixiste de la Terre (immuable) soit abandonnée au profit d’un concept dynamique ou les continents seraient capables de se déplacer a sa surface.
Les découvertes scientifiques de la seconde moitié du 19ème siècle indiquent d’étranges corrélations entre continents. Des roches identiques sont trouvées en Amérique et en Europe; des fossiles d’anciens reptiles (mésosaures; lystrosaures; cynognathes) et de forêts de fougères (glossopteris) sont trouvées en Amérique du Sud, en Afrique, en Inde, en Australie et en Antarctique. Ces mêmes continents sont couverts de sédiments témoignant de larges calottes glaciaires à la fin de l’ère Primaire. Finalement, l’origine des forces tectoniques qui donne naissance à des chaines de montagnes telle les Alpes reste inconnue.
A l’époque, les bassins océaniques étaient classiquement expliqués par la théorie des géosynclinaux alors que les migrations de faune et de flore trouvaient leurs explications au travers de ponts intercontinentaux maintenant disparus. Alfred Wegener va proposer en 1912, une hypothèse alternative ou les continents eux-mêmes se sont déplacés au cours du temps et formaient, a la fin de l’ère Primaire, un supercontinent unique appelé Pangée. L’idée est innovante et chamboule notre perception du monde minéral.
Le Gondwana, partie sud de la Pangee (Credit: U.Indiana)
Le mécanisme qu’Alfred Wegener imagine pour déplacer les continents sera la faille de cette théorie révolutionnaire. La dérive des continents de Wegener fait intervenir les mouvements orbitaux de la Terre, notamment la force centrifuge et la précession des équinoxes. Ce mécanisme n’aura pas la faveur de nombreux géologues qui rejetterons entièrement le concept de dérive continentale pendant des décennies. D’autres scientifiques du début du siècle, séduits par cette approche mobiliste de l’histoire de la Terre, chercheront des mécanismes alternatifs comme l’expansion thermique ou la gravité lunaire mais ce sera l’idée d’Arthur Holmes en 1944 qui sera la bonne, suggérant des cellules de convection dans le manteau alimentée par la désintégration radioactive.
C’est dans les années 50’s que la théorie d’Alfred Wegener va prendre son envol comme nouveau paradigme des sciences de la Terre lorsque la théorie de la tectonique des plaques va être élaborée. L’après guerre voit le développement de technique d’étude océanographique qui permettront de découvrir les rides médio-océaniques et les fosses océaniques. La composition et le zébrage magnétique des fonds océaniques suggère une expansion qui amènera a une acceptation des idées de Wegener en moins d’une décennie.
Dans les années 60’s l’expansion au niveau de la dorsale est confirmée, une idée que Wegener avait émise dès 1912. De grandes avancées en sismologie et gravimétrie vont aussi mettre en évidence les zones de subduction, nous éclairant sur le devenir de la croute formée au niveau de dorsales. La preuve la plus récente confirmant la dérive des continents sont les mesures GPS mesurant les déplacements actuels de l’ordre de quelques centimètres par an.
Plaques tectoniques (Credit: Wikimedia)
Données en 1900 supportant la dérive des continents.
- Emboitement des continents remarqué dès 1596 avec l’exploration maritime et les progrès de la cartographie mondiale.
- Corrélation de roches entre continents (ex : Appalaches-chaine hercynienne; gisements de charbon carbonifère en Europe et en Amérique; tillites = dépôts glaciaires sur la plupart des continents austraux ainsi que l’Inde)
- Corrélation de fossiles de reptiles, végétaux et autres organismes; glossopteris, mésosaures et lystrosaures sont les plus connus.
- Isostasie des continents (SiAl =felsique) flottant sur des roches plus denses (SiMa =mafique et ultramafique)
Explications avant Wegener
- Théorie du géosynclinal (James Hall; James Dwight Dana; milieu du 19ème) = bassins d’effondrement entre les continents, progressivement remplis de sédiments. Cette théorie a été définitivement abandonnée avec la découverte des zones de subductions et une meilleure connaissance des fonds océaniques.
- Théorie des ponts continentaux : Ils permettent d’expliquer les migrations de faune et de flore entre continents. Cette théorie posait problème à Wegener et d’autres géophysiciens pour une question d’isostasie; de tels ponts ne peuvent pas “couler” et disparaitre. Le développement de la cartographie bathymétrique des fonds océaniques ne montrant rien, cette hypothèse sera également progressivement abandonnée.
Théorie de la dérive des continents
- Les continents ont formé, dans le passé, un unique supercontinent, la Pangée. Cette hypothèse permet d’expliquer les faunes et flores identiques sur des continents maintenant distants ainsi que l’emboitement et les similitudes entre chaine de montagnes, bassins sédimentaires et autres structures géologiques de part et d’autres d’océans.
- Le mouvement des plaques est actuellement visible au travers de l’effet de proue (accumulation de matériel crustal) a l’avant du continent (ex : Andes) et un effet de poupe, des ‘’remous’’ crustaux a l’arrière, formant les arcs insulaires.
- Le mécanisme d’A.Wegener est basé sur les mouvements orbitaux de la Terre dont la force centrifuge et la précession des équinoxes, permettant aux continents de se déplacer et de former des océans. Wegener proposera meme en 1912 une hypothèse audacieuse ou les fonds océaniques seraient crée le long de fractures se situant au niveau des dorsales océaniques. Il ne poursuivra malheureusement pas cette idée d’avant-garde dans la publication suivante de 1915.
D’autres mécanismes ont été avancés par d’autres scientifiques : Expansion thermique; gravité lunaire…
Les avancées de la théorie de la dérive des continents durant la première moitie du XXème siècle
- Parfait pour expliquer la paléontologie sans l’intervention d’hypothèses ad hoc
- Bon paradigme pour les corrélations sédimentaires à grande échelles
- Réinterprétation des Alpes comme collision de l’Afrique avec l’Europe (1916)
- Disparition du concept de Lemuria, un continent hypothétiquement immergé sous l’océan indien.
- Hypothèse d’océans pré-Pangée (1929) → qui donnera plus tard le cycle de Wilson (1966) (Wilson était, jusque 1959, un fixiste)
- Différence de volcanisme entre orogènes et dorsales
- Le concept de subduction peut prendre forme (1940)
Refus de la théorie (1912-1960s)
- A.Wegener est météorologue (PhD en astronomie), pas géophysicien
- La géophysique montre que la Terre est solide, il ne peut pas y avoir de tels mouvements plastiques de la croute.
- La rotation de la Terre n’est pas une force suffisante
- Les marées ne sont pas une force suffisante
- Fausse découverte de Glossopteris en Russie; de dépôts glaciaires aux USA par les “anti-dériveurs”
- Force centrifuge entrainerait une accumulation équatoriale des continents et un seul orogène (1953), pas une série.
Seconde naissance (1950s & 1960s)
- A.Holmes (1929) suggère la convection du manteau comme principal moteur
- B.Heezen (1953) découvre les rifts océaniques au niveau de dorsales (un résultat de la détection de sous-marin durant la WWII)
- S.W.Carey (1956) publie un ouvrage “La tectonique des plaques’’).
- Les zones de Wadati-Bennioff (zones de subductions) sont clairement identifiées au travers des études sismiques (1960s) (initialement développée pour la détection d’essais nucléaires)
- Le développement du paléomagnétisme montre une évidence claire de l’expansion océanique (1966) et des migrations des pôles (1950s)
- Changement de paradigme (1968)
- Mesure (en direct) de la dérive grace aux systèmes GPS (1990s)
Développements
- Paléogéographie et reconstruction de la position des continents jusqu’il y a 1 milliards d’années et prédiction du future (voir Amasia)
- Evidence d’une tectonique des plaques en place depuis le Protérozoïque et d’une forme similaire durant l’Archéen (Pilbara; Isua).
- Meilleure compréhension des zones convergentes (subductions, volcans d’arc) et de divergences (rifts, dorsales)
etc etc.
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Envoyé par Moinsdewatt 
