Tectonique des plaques

La Terre possède le champ magnétique le plus puissant de toutes les planètes terrestres, avec des propriétés similaires à un dipôle magnétique ou à un barreau aimanté. Lorsque les roches volcaniques nouvellement éruptives refroidissent, ou que les sédiments se déposent lentement dans les lacs ou les bassins océaniques profonds, les minéraux magnétiques qu’ils contiennent s’alignent en fonction du champ magnétique ambiant de la Terre. Cette orientation magnétique est préservée dans la roche. L’inclinaison et la déclinaison anciennes de ces roches peuvent alors être mesurées à l’aide d’un équipement analytique sensible.

Lorsqu’un continent se déplace sur la surface de la Terre, les roches successivement plus jeunes qui se forment sur et dans ce continent enregistrent différentes positions paléomagnétiques, qui varient en fonction de l’emplacement du continent lorsque la roche s’est formée. Par conséquent, la position des pôles préservés dans des roches d’âges différents s’écartera apparemment de la position actuelle des pôles magnétiques (figure 4a). En réunissant les positions apparentes de ces pôles antérieurs, on obtient une trajectoire d’errance polaire apparente (APW). On sait maintenant que les pôles magnétiques de la Terre ne dévient pas vraiment de cette manière, et que les changements représentés dans les trajectoires APW sont simplement le résultat du déplacement du continent au fil du temps (figure 4b).

Figure 4

Figure 4 Deux méthodes d’affichage des données paléomagnétiques : (a) suppose que le continent est resté fixe dans le temps, et enregistre la trajectoire polaire apparente du pôle Sud ; (b) suppose que les pôles magnétiques sont fixes dans le temps, et enregistre la dérive en latitude d’un continent. (Adapté de Creer, 1965)

Néanmoins, les trajectoires APW restent un outil couramment utilisé car elles fournissent une méthode utile pour comparer les données paléomagnétiques de différents endroits. Ils sont particulièrement utiles pour cartographier le rifting et la suture des continents.

La figure 5a montre que l’Amérique du Nord et l’Europe ont des trajectoires d’errance polaire apparente individuelles. Cependant, ils sont largement similaires en ce qu’ils ont des changements de direction similaires au même moment. La figure 5b montre les trajectoires APW si l’océan Atlantique est fermé en faisant correspondre les plateaux continentaux.

Figure 5

Figure 5 (a) Trajectoires d’errance polaire apparente pour l’Amérique du Nord et l’Europe, telles que mesurées, (b) Trajectoires d’errance polaire apparente pour l’Amérique du Nord et l’Europe avec l’Atlantique fermé. Les pôles des périodes géologiques successives sont représentés. (c) Trajectoires apparentes d’errance polaire pour l’Europe et la Sibérie. (Adapté de Mussett et Khan, 2000)

Question 2

Que cela vous apprend-il sur les masses continentales nord-américaines et européennes pendant les périodes couvertes par ces enregistrements paléomagnétiques ?

Réponse

Les deux continents se déplaçaient ensemble comme une seule masse de l’Ordovicien jusqu’à l’ouverture de l’océan Atlantique pendant la période jurassique.

A l’inverse, si les trajectoires APW de deux régions étaient différentes au départ, mais devenaient similaires par la suite, une explication serait que les deux régions se trouvaient à l’origine sur des masses terrestres indépendantes qui sont ensuite entrées en collision et ont ensuite commencé à se déplacer ensemble comme une seule unité continentale.

Activité 2

Que vous disent les trajectoires APW de la figure 5c sur la façon dont l’Europe et la Sibérie ont dérivé de la période silurienne à nos jours ?

Réponse

Les parties APW de l’Europe et de la Sibérie sont les mêmes aussi loin que le Trias, mais avant cette époque, le pôle sibérien était à l’ouest du pôle européen. Cela indique que les deux régions faisaient partie de masses terrestres différentes jusqu’au Trias ; à ce moment-là, elles ont dû entrer en collision, et par la suite, elles ont continué à se déplacer comme une seule unité.

Malgré les preuves amassées par Wegener et le nombre croissant d’informations géologiques, paléontologiques et paléomagnétiques, l’opposition à sa théorie de la dérive des continents est restée forte, laissant seulement quelques individus avant-gardistes continuer à chercher des preuves pour soutenir cette théorie (encadré 1).

L’opposition scientifique raisonnait que si les continents s’éloignent les uns des autres, alors ils doivent sûrement soit laisser un vide à l’endroit qu’ils occupaient autrefois, soit, alternativement, pousser à travers le fond marin environnant pendant leur mouvement. Les géophysiciens de l’époque ont rapidement présenté des calculs démontrant que les continents ne pouvaient pas se comporter de cette manière et, plus important encore, personne ne pouvait concevoir un mécanisme physique permettant d’entraîner les continents de la manière proposée par Wegener. Par conséquent, la théorie de la dérive des continents n’a pas gagné en popularité scientifique à l’époque et a été de plus en plus négligée pendant plusieurs décennies. Pour être plus largement acceptées par les scientifiques, les idées de Wegener devaient attendre une meilleure compréhension de la structure interne de la Terre et des processus contrôlant la perte de sa chaleur interne.