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Posté par Adrien le Jeudi 18/09/2014 à 00:00
L'origine des continents

Carte des principales plaques tectoniques terrestres.Illustration Wikimedia Commons
Comment l'étalement des continents primitifs a-t-il lancé la tectonique des plaques ?

Nicolas Coltice, chercheur au Laboratoire de Géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole », « raison »), est la science qui traite de la...) de Lyon (Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1 / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / ENS de Lyon), en collaboration avec des chercheurs de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Sydney, ont récemment construit un modèle dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) qui permet de décrire la formation des premiers continents et le démarrage de la tectonique des plaques (La tectonique des plaques (d'abord appelée dérive des continents) est le modèle actuel du fonctionnement interne de la Terre. Elle est l'expression en surface de la...) il y a plus de 3 milliards d'années. Un article lié à cette découverte est publié dans la prestigieuse revue Nature le jeudi 18 septembre 2014.

La géologie de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...) n'a aucun équivalent dans le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les...): elle possède des continents et une tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n » signifiant batisseur, charpentier) est l'étude des structures géologiques d'échelle kilométrique et plus (chaînes de montagnes, bassins...) des plaques. Les indices concernant leur formation sont confinés aux régions où se trouvent les plus vieilles roches de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...): Canada, Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans la graphie française d'avant 1850, Grønland en danois (« terre verte »), Kalaallit Nunaat en groenlandais)...), Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du...) ou Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres...) du Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Ces régions, âgées de plus de 3 milliards d'années, restent des curiosités géologiques car elles présentent une croûte continentale où se mélangent des types roches qui se forment aujourd'hui dans deux contextes différents : les rifts et les zones de subduction (La subduction est le processus d'enfoncement d'une plaque tectonique sous une autre plaque de densité plus faible, en général une plaque océanique sous une plaque continentale ou sous une plaque océanique plus récente.).

Les théoriciens suggèrent que la subduction, un phénomène clé de la tectonique des plaques, était presque impossible à cette époque (l'Archéen, entre 2.5 et 4.1 milliards d'années). En effet, la Terre était plus chaude et la croûte des fonds océaniques produite par les dorsales médio-océaniques aurait été 2 à 3 fois plus épaisse qu'aujourd'hui. Cette croûte étant plus légère que le manteau dans les 100 premiers kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458...) environ, elle aurait empêché les plaques de plonger dans les profondeurs de la planète, comme cela se passe aujourd'hui (sous le Japon ou les Andes par exemple).

Le modèle construit par les chercheurs du Laboratoire de Géologie de Lyon et de l'Université de Sydney est un modèle dynamique qui explique la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en biologie (par exemple par Henri Atlan), en...) des roches des vieux continents et le démarrage de la subduction. Il s'appuie sur les hypothèses qui disent que la Terre était plus chaude et les grands plateaux volcaniques produits sur les fonds océaniques étaient plus épais qu'aujourd'hui.


Résultat d'un calcul numérique de démarrage de la tectonique des plaques. Il s'agit d'une coupe d'un modèle du manteau de la Terre allant jusqu'à 700km de profondeur. La température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) est représentée par le dégradé du bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en...) (froid) au rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) (chaud). Un plateau volcanique est présent initialement. Il s'étale petit à petit jusqu'à forcer la subduction de la lithosphère (La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est la partie superficielle et rigide du matériau dont sont faits les astres telluriques,...) océanique adjacente. Pendant l'étalement, le manteau sous le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme...) se décomprime et par conséquent fond partiellement. Lorsque la subduction s'arrête et que le continent ne s'étale plus, ce dernier est stabilisé et l'épisode de type tectonique des plaques peut s'interrompre.
Illustration: Université Claude Bernard Lyon 1 / CNRS / ENS de Lyon

Sur la base de ces hypothèses, corroborées par l'étude des roches archéennes, le modèle propose que les plateaux volcaniques (racine surmontée d'une croûte) sont instables vis à vis de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) du fait de leurs racines profondes plus légères que les roches environnantes. Ils s'étalent donc sous la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent...) à la manière d'un nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un...) de fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules solides émis par un feu ou un échauffement mécanique. Ces particules sont...) atteignant un plafond (Par extension, un plafond représente le maximum de quelque chose :), mais beaucoup plus lentement. En s'étalant pendant des dizaines de millions d'années, ils chevauchent les roches adjacentes qui, par conséquent, s'enfoncent dans le manteau. Ainsi, une subduction forcée a lieu jusqu'à l'arrêt de l'étalement du continent.

Pendant que le continent s'étale, les roches sous-jacentes remontent et commencent à fondre par décompression. Cette fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de...) explique la présence de certaines des roches magmatiques rencontrées dans les régions formées pendant la période de l'Archéen, qui se mélangent avec les roches produites par la subduction. Lorsque le phénomène s'arrête, le plateau volcanique a changé de visage et s'est transformé peu à peu en continent.

Cette avancée propose un nouveau cadre aux reconstitutions de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...) primitif de la Terre car le seul mécanisme de l'étalement d'une province magmatique permet de comprendre à la fois le démarrage de la tectonique des plaques et la formation des premier s continents, questions fondamentales jusqu'alors traitées séparément dans les recherches scientifiques.

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Source: Université Claude Bernard Lyon 1 / CNRS / ENS de Lyon
 
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