Petite histoire de la tectonique des plaques


I - La théorie de Suess (1875)

Jusqu’au début du XXe siècle, les géologues attribuent aux continents une position fixe et immuable*, les montagnes seraient dues au refroidissement de la Terre selon un effet de pomme fripée. Suess était un géologue autrichien (1831-1914). Pour lui, le refroidissement de la Terre aurait entraîné une diminution de son volume, donc de sa surface. Celle-ci aurait donc été mise sous compression, ce qui aurait été à l’origine et des chaînes de montagnes, et des vastes dépressions que constituaient les océans. 

* immuable: qui ne change pas.

Suess poursuit sa théorie en proposant la théorie des ponts continentaux qui permet de comprendre que des fossiles semblables soient retrouvés de part et d’autre de continents actuellement très éloignés.

En effet, les deux continents auraient été reliés par un pont continental qui se serait effondré, formant ainsi les océans. Cette théorie permettait à l’époque d’abonder dans le sens de la fameuse « disparition de l’Atlantide » qui serait située au milieu de l'Atlantique (au niveau d'un pont continental).

 

Deux théories s’affrontent : la théorie des ponts continentaux et la théorie de la dérive qui sera soutenue par Wegener.

Alfred Wegener. Source: wikipédia.
Alfred Wegener. Source: wikipédia.

 

II - La théorie d'Alfred Wegener (1920)

Dès 1858, on dispose de cartes géographiques relativement précises qui ont permis à Antonio Snider Pellegrini d’identifier la complémentarité* des côtes de l’Afrique et de l’Amérique du Sud. Cette observation simple n’a alors pas d’explication claire. C’est dans ce contexte qu’Alfred Wegener va présenter une théorie novatrice dans un article intitulé « La translation des continents ».

Il s’agit de la théorie de la dérive des continents. On se propose de retrouver le contexte scientifique et les arguments qui ont permis l’émergence de l’idée d’une mobilité horizontale de l’écorce terrestre et de comprendre les oppositions à cette idée.

 

*complémentarité: les côtes de ces 2 continents s'assemblent parfaitement.

 

Argument n°1 : la forme des bords des continents.

 

Dans les années 1910-1920, Alfred Wegener (météorologue de formation) analyse minutieusement différentes données ce qui lui fit émettre l'idée qu'il existait auparavant un continent unique (qu'il appela la Pangée) qui se fractura en plusieurs continents mobiles les uns par rapport aux autres. Il avance, à l'appui de sa théorie, de nombreux arguments. Les voici dans les documents ci-dessous. 

Wegener avait beaucoup étudier les cartes mondiales et en découpant de vieilles cartes il est arrivé à ce collage :

 

 

La complémentarité des côtes d'Amérique du Sud et d'Afrique. Source: Delagrave SVT 2007
La complémentarité des côtes d'Amérique du Sud et d'Afrique. Source: Delagrave SVT 2007

Argument n°2 : l'étude de différents fossiles.

 

Wegener avait parcouru les différents continents à la recherche de fossiles identiques. Il avait remarqué que des fossiles de plantes (Glossoptéris), de petit prédateur (Cygnognathus) et d'un reptile aquatique (Mesosaurus) étaient retrouvés au niveau des continents Amérique du Sud, de l'Afrique, de l'Asie du Sud (Inde), de l'Australie et de l'Antartique.

Ce qui intrigua Wegener c'est que Cygnognathus et le Lystrosaurus étaient des animaux terrestres. ils n'auraient jamais pu traverser à la nage les 6000km qui séparent l'Amérique du Sud de l'Afrique. Ils sont dû pouvoir traverser autrement: une possibilité est de dire que ces 2 continents étaient auparavant collés !

 

Le schéma ci-dessous détaille ses découvertes :

Argument n°1: la présence de fossiles d'espèces identiques sur des continents différents. Source: m.pourcher.free.fr
Argument n°1: la présence de fossiles d'espèces identiques sur des continents différents. Source: m.pourcher.free.fr

Argument n°3 : les traces d'anciennes glaciations.

 

Wegener avait découvert des traces d'anciennes glaciations. En effet il avait trouvé des traces laissées par de gros glaciers dans les roches du sud de l'Afrique, de l'Inde, de l'Australie et de l'Amérique du Sud. Selon lui, ces traces prenaient une forme circulaire assez caractéristique. Pourtant de nos jours l'Inde se situe dans une zone tropicale, les glaciers ne peuvent donc pas s'y trouver. Idem pour l'Australie. Ces parties du continent devaient donc êtres plus au sud il y a des millions d'années.

Argument n°2: des traces de glaciation sur des continents différents. Source: m.pourcher.
Argument n°2: des traces de glaciation sur des continents différents. Source: m.pourcher.

Argument n°4 : le dernier argument de Wegener est de prendre en compte de très anciennes formations rocheuses (âgées de 2 Ga = 2 milliards d'années). A l'époque de Wegener, les géologues n'arrivaient pas à expliquer la présence de ces boucliers rocheux (constitués de roches identiques) et dont les formes sont complémentaires sur 2 continents séparés par l'océan Atlantique.

Là aussi la théorie de Wegener pouvait expliquer cela ! 

Argument n°3 : localisation de roches appartenant au même ensemble et datées du même âge (environ 2 milliards d'années = 2Ga).
Argument n°3 : localisation de roches appartenant au même ensemble et datées du même âge (environ 2 milliards d'années = 2Ga).

 

Ci-dessous les 3 arguments de Wegener résumés sur une carte mondiale.

L'ensemble des arguments de Wegener sur une même carte.
L'ensemble des arguments de Wegener sur une même carte.
Harold Jeffreys. Source: wikipédia.
Harold Jeffreys. Source: wikipédia.

 

III - Le rejet de la théorie de Wegener

 

Beaucoup de scientifiques doutent du sérieux de Wegener. Parmi eux, Harold Jeffreys, un autre grand scientifique de l'époque, n'est pas du tout d'accord avec cette théorie : il explique que l'emboîtement entre les continents est imprécis et sans doute accidentel et que les ressemblances des roches et des fossiles ne sont pas si évidentes.

 

Et puis il pose à Wegener les questions suivantes : « Et que se passe-t-il sur le fond des océans lorsque les continents bougent ?»

 

Et aussi : « Comment des continents entiers peuvent-ils se déplacer ? »

Wegener ne sait pas l'expliquer et cela a certainement joué un grand rôle dans le rejet de sa théorie.

En 1930, l'année de la mort de Wegener, sa théorie est écartée, soit parce qu'elle manque de solidité, soit parce qu'elle est trop perturbante.

 

Deux citations peuvent l'illustrer :

« Elle attire, elle intéresse, elle amuse l'esprit, mais la solidité lui manque. » (Pierre Termier)«

« Si nous croyons l'hypothèse de Wegener, nous devons oublier tout ce que nous avons appris dans les soixante-dix dernières années et retourner sur les bancs de l'école. » (R. T. Chamberlin).

 

IV - La répartition des séismes et des volcans

 

Les moyens techniques ont beaucoup progressé depuis les années 1920. De nos jours les satellites GPS permettent de positionner précisément des objets à la surface de la Terre. Ainsi, il est possible de placer les volcans sur une carte avec une précision de l'ordre du mètre.

 

Pour ce qui est de la localisation des séismes, l'étude des sismogrammes nous apporte toutes les informations nécessaires.

 

Imaginez que vous êtes un(e) géologue, vous devez localiser les séismes et les volcans de notre planète et les replacer au niveau de la carte fournie par le professeur.

 

Pour cela vous allez utiliser le logiciel Tectoglob.

 

Suivre ce lien pour replacer les séismes : lien séismes.

Complétez votre carte en y plaçant des croix vertes pour les séismes.

 

Suivre ce lien pour replacer la position des volcans : liens volcans.

Complétez votre carte en y plaçant des croix rouges pour les volcans.

 

Enfin, reliez par un trait noir toutes les croix que vous venez de tracer. Que remarquez-vous ?

On met ainsi en évidence la position des limites des plaques tectoniques.

 

BILAN:

Bilan : les arguments « mobilistes » et les arguments « fixistes »

 

 

 

 

Arguments « fixistes »
(contre-arguments des détracteurs de Wegener comme Jeffreys)

Arguments « mobilistes » (ceux de Wegener)

Similarité des faunes, des flores et des roches

Existence de ponts continentaux

Continents regroupés en un supercontinent

Complémentarité des côtes

Très approximative

Témoigne de la fracturation du supercontinent

Mobilité horizontale des continents

Impossible, la Terre est trop solide

Possible, les continents « flottent » sur les océans

 

 

BILAN : par l’étude de la position des fossiles et de certaines roches que l’on retrouve sur plusieurs continents, Wegener met en évidence que les continents se déplacent au cours du temps. Ils sont parfois rassemblés (Pangée il y a 295 Ma) et parfois séparés (actuel).


Télécharger le logiciel tectoglob (gratuit): lien.


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