L'origine des continents

Publié par Adrien le 18/09/2014 à 00:00
Source: Université Claude Bernard Lyon 1 / CNRS / ENS de Lyon

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...) de Lyon (Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le...) Lyon 1 / CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) / ENS de Lyon), en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Sydney (L'université de Sydney (en anglais, The University of Sydney ou de façon informelle...), ont récemment construit un modèle dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) 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...) 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...) n'a aucun équivalent dans le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...): elle possède des continents et une tectonique (La tectonique (du grec « τ?κτων » ou « tekt?n »...) 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...): Canada, Groenland (Le Groenland (prononcez /gʁɔɛn.lɑ̃d/, écrit Groënland dans...), Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...) ou Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...) 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...).

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...) 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 (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Sydney est un modèle dynamique qui explique la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par...) 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...) est représentée par le dégradé du bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) (froid) au rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) (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...) océanique adjacente. Pendant l'étalement, le manteau sous le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens...) 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...) à la manière d'un nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) de fumée (La fumée, parfois appelée boucane en Amérique du Nord, est un nuage de particules...) 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...) 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...) 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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