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 convection qui se déroule dans le manteau terrestre.

La lithosphère, couche externe de la Terre est découpée en plaques rigides qui flottent et se déplacent sur l'asthénosphère, plus ductile. Les premiers concepts, balbutiés dès le XVIII siècle, ont été scientifiquement formulés en 1912 par le climatologue allemand Alfred Wegener à partir de considérations cartographiques, structurales, paléontologiques et paléoclimatiques.

Alfred Wegener propose en 1912 que tous les continents connus aujourd'hui étaient rassemblés en un seul supercontinent (la Pangée) ; celui-ci se serait fracturé en blocs qui, tels des radeaux, ont dérivé loin les uns des autres pour aboutir à la distribution actuelle des continents. La théorie de Wegener est mise de côté par les scientifiques de l'époque car il lui manquait une justification quant au "moteur" des mouvements desdites plaques. L'origine des forces nécessaires à ces déplacements est aujourd'hui connue et argumentée : c'est la convection interne terrestre. Ce n'est qu'à partir des années 1960 que de nouvelles données, provenant notamment de l'étude des fonds sous-marins, ont permis de construire et de valider le modèle de la tectonique des plaques.

On admet à présent que les plaques tectoniques sont portées par les mouvements du manteau asthénosphérique sous-jacent et subissent des interactions dont les trois types principaux sont :

• La divergence : se dit d'un mouvement éloignant deux plaques l'une de l'autre, laissant le manteau remonter entre elles. Leur frontière divergente correspond à une ride océanique ou dorsale, lieu de création de lithosphère océanique et théâtre de volcanisme intense. Le volcanisme au niveau des dorsales est généralement basaltique, avec une géochimie tholéiitique. C'est à travers ce mouvement que se crée la croûte lithosphérique (couche rigide située au dessus du manteau supérieur) :

• La convergence : se dit d'un mouvement rapprochant deux plaques l'une de l'autre, compensant ainsi l'expansion océanique en d'autres zones du globe. Trois types de frontière de plaques convergente accommodent le rapprochement :

• Une zone de subduction là où une plaque (en général la plus dense) plonge sous une autre, moins dense ; le volcanisme au-dessus des zones de subduction est généralement andésitique, avec une géochimie calco-alcaline. La côte ouest de l'Amérique du Sud en est un exemple.

• Une zone de collision, là où deux plaques se confrontent. C'est le cas notamment de la chaîne de l'Himalaya, à la frontière entre la plaque Indienne et la plaque Eurasienne.

• Une zone d'obduction, là où une lithosphère océanique est transportée sur un continent. On ne connaît pas d'obduction actuellement active à la surface du globe terrestre.

• La transcurrence : se dit du glissement horizontal de deux plaques, l'une à côté et le long de l'autre.

À ces trois types d'interaction sont associées les trois grandes familles de failles :

• Une faille normale est divergente (extensive) ;
• Une faille inverse est convergente (compressive) ;
• Un décrochement est transcurrent (les axes d'extension et de compression sont dans le plan horizontal).

L'origine de la force qui rend les plaques mobiles est discutée: elle peut être liée à la contrainte cisaillante entre la croûte et l'asthénosphère (liée à l'importance du couplage entre les deux), au poids de la croûte subductante (qui "tire" toute la plaque) ou à la poussée à la ride (le poids de la jeune croûte en haut de la ride "pousse" toute la plaque). Ces possibilités ne sont pas exclusives, mais les contributions relatives dans le mouvement sont très discutées et dépendent des études.

La Terre possède une chaleur importante du fait de la radioactivité (désintégration du potassium, de l'uranium et du thorium) et de la chaleur d'accrétion initiale. Elle se refroidit en évacuant la chaleur à sa surface. Pour cela, on connaît trois mécanismes : conduction thermique, convection et transfert radiatif. Au niveau du manteau terrestre, la majeure partie du flux de chaleur est évacuée par la mise en mouvement des roches (convection). La convection est induite par la présence de matériel chaud (donc moins dense) sous du materiel moins chaud (donc plus dense). Ces mouvements, très lents (de l'ordre de 1 à 10 cm/an) sont à l'origine des mouvements des plaques tectoniques et des points chauds.

La tectonique des plaques est parfaitement valable pour les plaques océaniques (ou pour les parties océaniques des plaques mixtes). En effet, les plaques océaniques sont minces et rigides; leur limites sont très nettes (ride médio-océanique, failles transformantes ou zones de subduction). Par contre, les plaques continentales sont beaucoup plus épaisses et moins rigides. Les limites de plaques sont donc beaucoup plus floues, et l'on peut considérer comme limite la suture paléogéographique (l'ancien océan), ou la zone qui se déforme actuellement (dans les cas de l'Himalaya-Tibet, la différence est de plusieurs milliers de km).
De plus, ce manque de rigidité induit la présence d'une multitude de "blocs" ou de "microplaques", plus ou moins indépendantes. La mosaïque en Méditerranée en est un bon exemple, avec une multitude de systèmes en extension (mer Tyrrhénienne, mer d'Alboran, mer Egée) dans un contexte compressif (rapprochement des plaques africaines et européennes). Le modèle de tectonique des plaques trouve ici ses limites, et certains modèles peuvent mieux expliquer certaines structures sans la tectonique des plaques (dans l'Est du plateau Tibétain, par exemple).

La liste des plaques actuelles est, par ordre alphabétique (il est à noter que des unités plus petites existent; on les appelle blocs ou microplaques) :

• Afrique
• Amérique du Nord
• Amérique du Sud
• Antarctique
• Arabie
• Australie
• Caraïbes
• Cocos
• Eurasie
• Inde
• Juan de Fuca
• Nazca
• Pacifique
• Philippines ou Mer des Philippines