Cours écrit : La caractérisation de la mobilité horizontale

Il évoquait l’idée d’une mobilité horizontale de la roche constituant la surface de la planète et finit par émettre sa théorie de la dérive des continents en 1912.

En travaillant donc sur les formes des continents et la répartition des fossiles, il reconstitua le visage de notre planète, il y a 270 millions d’années aux Carbonifère inférieur : celle-ci ne possédait alors qu’un super continent qu’il appela « La Pangée ».

On sait depuis 1968, par Xavier Le Pichon, que ce ne sont pas les continents qui se déplacent mais plutôt que la Lithosphère est fracturée en plaques rigides et que ces plaques présentent un mouvement relatif les unes par rapport aux autres (mouvement de tapis roulant). On parle de « tectonique des plaques ».

Ces plaques étant constituées soit seulement de croûte océanique soit de croûte océanique et de croûte continentale, le mouvement relatif de tapis roulant qu’elles possèdent expliquerait cette impression de dérive des continents. L’hypothèse d’un mouvement de tapis roulant signifie qu’il doit y avoir une limite de plaques où la roche est produite et s’éloigne de celle-ci et une limite de plaques où les roches se rapprochent de celle-ci. Il y a donc forcément d’un côté production de matière qui pourrait correspondre à un contexte géodynamique de dorsale, et de l’autre côté, disparition de matière dans un contexte géodynamique qui pourrait correspondre à celui des fosses océaniques.  

À la fin du XIXe siècle, on découvre la radioactivité de la Terre qui génère une énorme quantité de chaleur. En 1929, Holmes émet l’hypothèse que le manteau serait le siège de mouvements de convection permettant d’évacuer cette chaleur et qui serait à l’origine de la « dérive des continents ».

Dans les années 1940, des sondeurs acoustiques embarqués à bord de navires océanographiques permirent d’établir les cartes des reliefs sous-marins.

En parallèle de ces découvertes en 1960, Harry Hess, officier de la marine britannique, réalise des relevés bathymétriques dans le Pacifique (relevés de profondeur) et découvre des chapelets d’îles volcaniques dont celles situées les plus à l’extrémité du chapelet sont devenues sous-marines. Il les nomme alors des « Guyots ».

Il imagine que ces îles d’origine volcanique ont été formées par l’activité de la dorsale puis ont été entraînées par le glissement du flanc de celle-ci. Il expliqua ce mouvement de glissement par les cellules de convection proposées par Holmes. Il considère que les dorsales sont la manifestation en surface des branches ascendantes des cellules de convection et qu’ainsi les continents seraient entraînés passivement à la surface de la croûte terrestre. À cette époque la Lithosphère n’avait pas encore été découverte.

Cette idée est confortée par les premières mesures du flux géothermique datant de 1950 (Bullard). Elle montre que celui-ci est plus élevé au niveau des dorsales.

De plus des anomalies de gravité ont également été repérées à cette époque : il a été relevé un excès de masse au niveau des fosses océaniques corroborant l’idée d’une branche plongeante de la cellule de convection.

Aujourd’hui, il est possible de calculer la vitesse d’expansion des fonds océaniques en mesurant la distance à la dorsale de basaltes facilement datables par les techniques modernes.

L’existence des Guyot corroborait cette expansion océanique. Jason Morgan en 1971 les expliquait par la présence d’un panache de magma d’origine mantellique profonde (2900 km).

Il a émis l’hypothèse que ce panache butait sous la lithosphère océanique et la transperçait formant un volcan. Mais celle-ci étant animée de mouvements, le volcan formé se décale, laissant de la place pour le suivant.

Fort de toutes ces données scientifiques, Xavier Le Pichon a donc émis en 1968 la théorie de la tectonique des plaques proposant l’existence de six plaques.

En 1968 et 69, le Global Challenger (un bateau océanographe) a réalisé des forages dans l’océan Atlantique vers 30° de latitude sud de part et d’autre de la dorsale médio-atlantique. Ces forages corroborèrent une fois de plus l’expansion océanique et la théorie de la tectonique des plaques. Tous les forages ont atteint le fond basaltique et les sédiments au contact de celui-ci ont été datés.   

Aujourd’hui on dispose de cartes répertoriant les âges des fonds sous-marins.

Ces méthodes montrant la mobilité horizontale peuvent être qualifiées de méthodes indirectes. 

Aujourd’hui, avec les technologies modernes, il est possible de suivre en direct le mouvement des plaques grâce aux satellites et aux balises GPS (Global Positionning Système).

Ce système américain permet de déterminer au millimètre près la position d’une balise située à la surface du globe. Il suffit alors de réaliser des mesures successives pour détecter en temps réel un déplacement de ce point par rapport à un autre. On parle de position géodésique.

Ainsi les mouvements relatifs mis en évidence par les différentes recherches effectuées depuis les années 40 sont confirmés par l’étude du déplacement des balises GPS.