La tectonique des plaques, l'histoire d'un modèle

Thème 1-B                                                La tectonique des plaques l’histoire d’un modèle

Données géologique : Répartition des blocs continentaux plus vieux que 2 milliards d’années

Données biologiques : Distribution de divers fossiles (animaux, végétaux) de plus de 200 millions d’années

Données climatiques : On observe des traces de glaciation datées de 250 millions d’années sur des continents qui sont actuellement dans la zone tropicale.

                 Au début du XXème siècle, les premières idées évoquant la mobilité horizontale s’appuient sur quelques constations : - la distribution bimodale des altitudes (continents/océans)

                        - les tracés des côtes

                        - la distribution géographique des paléoclimats et de certains fossiles

                 Wegener propose une nouvelle théorie associant géophysique et géologie. Cette théorie lui est venu à l’esprit lorsqu’il vit se disloquer des glaces de mer.

          1. Arguments en faveur d’un super continent (la Pangée).

Géographiques : complémentarité des côtes africaines et sud-américaines

          2. Arguments en faveur de la mobilité des continents.

Distributions des altitudes : continents distincts des fonds océaniques et flottants « comme des icebergs »

On n’observe que les ondes S (ondes de cisaillement. Ces ondes ne se propagent pas dans les milieux liquides) se propagent que dans les deux premières couches du globe.

Les continents solides reposeraient sur une couche solide et le noyau serait liquide.

Comment les continents pourraient flotter «  comme des icebergs).

Comment au fil du temps, des synthèses et des découvertes scientifiques s’est construit le model scientifique de la tectonique des plaques ?

Chapitre 1 : La mobilité des continents : naissance d’une théorie

                   Quels ont été les arguments et le model développé par Alfred Wegener pour convaincre ces contemporains que les continents n’étaient pas fixe ?

1- La dérive des continents : Une idée, des faits ?

Au début du XXème siècle (1912) Alfred Wegener met en relation plusieurs observations :

• La répartition bimodale des altitudes à la surface de la Terre suggère un contraste Océans/Continents : La croûte continentale serait légère et flotterait sur les Océans constitué d’un matériau plus dense.
• La distribution géographique des paléoclimats et de certains fossiles.
• Le tracé des côtes de l’Afrique et de l’Amérique du Sud est complémentaire et la similarité sur ces deux continents de fossiles et de vestige d’une calotte glacière suggère que ces deux continents aujourd’hui séparer étaient autre fois regroupé en un super continent qui s’est fragmenté.

Wegener émet alors l’hypothèse d’une mobilité horizontale des continents :

La théorie de la dérive des continents.

2- Les importances de la sismologie    

A- L’abandon de la théorie de la dérive des continents

Vers 1930 elle finit par être rejeté car Wegener ne propose pas de mécanisme capable d’expliquer le déplacement horizontale de continent alors que comme nous l’on montrer les études sismiques la quasi-totalité de la Terre est à l’Etat solide.

B- La découverte du contraste Océan/Continent (voir p96/97)

Au début des années 1950 la nouvelle méthode d’exploration des Océans, la sismique réflexion permet de connaître la vitesse de propagation des ondes sismiques dans les roches de la croûte océanique. Ces données sismiques suggèrent que la croûte océanique est constituée seulement de BASALTES et de GABBROS, ces roches sont rares dans la croûte continentale qui contient surtout du GRANITE. La PERIDOTITE se trouve dans le noyau. Le contraste entre continents et océans est ainsi confirmé.

3- Les arguments géologiques – Les roches superficielles de la Terre leurs propriétés et composition chimique

A- Les roches de la croûte océanique

Basalte : Pyroxène

                Olivine [pic 1]

                Verre                        structure microlitique  (petits cristaux)

                Feldspaths         

Gabbro : Pyroxène

                 Olivine                [pic 2]

                 Feldspaths         structure grenue

La croûte océanique est composée essentiellement de basalte et gabbro. Ces deux roches magnétiques ont une composition chimique et minéralogique identique, mais leur structure est différente : microlitique pour le basalte et grenue pour le gabbro.  Les basaltes surmontent les gabbros. Ces données suggèrent que ces deux roches proviennent d’un même magma ayant refroidi dans des conditions différents.

B- Les roches de a croûte continentale :

Granite : Quartz

                Feldspaths        structure grenue [pic 3]

                Micas : Biotype (noir)

                              Muscovite (blanc)  

Péridotite : Pyroxène [pic 4]

                     Olivine         structure grenue

2- La densité :

Basalte : 2.9

Gabbro : 3.1

Péridotite : 3.25

Granite : 2.7

La croûte continentale est plus hétérogène ; les roches d’origine diverse la constituent : roches sédimentaire métamorphiques et magnétiques. Parmi ces dernières le Granite, de structure grenue, est la roche la plus représentative car sa composition chimique est proche de la composition globale de la croûte continentale.

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