Thread by @foretdesciences

#365Sci Édition spéciale !
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#Aujourdhui on fête les 50 ans de la tectonique des plaques !

Voilà qui va certainement nous occuper un long fil chronologique ⬇️

1) Pourquoi #aujourdhui ? Alors qu'évidemment, comme pour n'importe quelle théorie, elle a plein de dates de naissances...

Par exemple on aurait pu faire ça le 15 mars dernier, qui marquait les 50 ans de cet article de W. Jason Morgan:
…brary.wiley.com.docelec.univ-lyon1.fr/doi/pdf/10.102…

Mais comme on est chauvins, on va marquer le fait que #CeJourLa le 15 juin 1968 était publié l'article non moins fondateur de Xavier le Pichon, alors chercheur à Columbia:

…brary.wiley.com.docelec.univ-lyon1.fr/doi/pdf/10.102…

2) Kézako "tectonique" ? En grec, c'est ce qui a trait à la charpente.

(Oui des fois il y a des trucs grecs qui sonnent bizarrement au bout de quelques siècles: laforetdessciences.wordpress.com/2015/07/30/let…
)

La tectonique traite donc de la charpente de la Terre, c'est-à-dire des grandes structures géologiques.

Lesquelles, pour les vraiment très grandes, se trouvent donc être des "plaques".

3) Est-ce bien important ? C'est à peu près l'équivalent en sciences de la Terre de la découverte de l'ADN pour la biologie.

Au point que "après" on a énormément de mal à se représenter comment on expliquait les choses "avant".

Et dans le cas de la tectonique des plaques, "les choses", ça en couvre beaucoup: pourquoi y-a-t-il à tel endroit et pas ailleurs, des montagnes / des mers profondes / des volcans / des séismes / des diamants / des mines de sel ?

Ça doit être un bon critère pour une révolution, ça: plus personne n'enseigne ce qu'il y avait "avant" 1968: les théories des ponts continentaux, de la contraction terrestre ou des géosynclinaux. Parce que ça ne marchait quand même pas terrible.

Voilà pour les disclaimers. Une petite pause et on redéroule le fil des événements. Et, non, ça ne commencera même pas avec Wegener.

🕰️ 1872: le navire britannique HMS Challenger part pour un tour du monde de 3 ans, et mesure un peu partout la profondeur des océans.

Surprise: il y a un relief très haut (mais aussi très large) qui s'étire en longueur en plein milieu de l'océan Atlantique. On va appeler ça une "dorsale".

Autre surprise: à l'ouest du Pacifique on trouve une fosse de plus de 10 km de profondeur !

🕰️ 1890-1920: les sismographes se multiplient dans le monde. Italie, Californie, Japon, Nouvelle-Zélande, Chili... clairement, certaines régions bien précises sont nettement plus sujettes que les autres aux tremblements de terre.

🕰️ 1885: à partir de l'observation des fossiles, Eduard Suess postule qu'Antarctique, Australie, Inde, Afrique et Amérique du sud ont dû un jour être connectées d'une façon ou d'une autre. Il appelle ce bloc hypothétique "Gondwanaland".

🕰️ 1908-09: chacun de leur côté, l'Américain Franck Taylor et l'Allemand Alfred Wegener proposent que les continents se sont carrément déplacés !

Ça tombe bien, leurs côtes semblent parfaitement s'emboîter...

Bon, c'est très joli comme dessin, mais personne n'a jamais vu un continent qui bouge, ni la moindre idée de comment on pourrait les faire bouger. Wegener meurt en 1930 au Groenland.

🕰️ 1905 : pendant ce temps-là, dans le Cantal, quelque chose qui n'a rien à voir: Bernard Brunhes découvre que le champ magnétique terrestre s'est parfois inversé (mais il y a très longtemps).

laforetdessciences.wordpress.com/2017/07/03/ren…

🕰️ Rien à voir non plus ? En 1896, Becquerel a découvert la radioactivité de l'uranium.

En 1901, Henri Bénard a étudié la convection thermique dans les liquides, que lord Rayleigh a expliquée en 1916 (quand on fait chauffer une casserole d'eau, ça se met à tourbillonner).

Quel est le rapport ? On dit toujours que personne n'avait cru à l'argument de Wegener, mais il y en a au moins un: c'est Arthur Holmes.

Qui vient d'inventer la datation de datation uranium/plomb, et de dater des très vieilles roches à 1,6 milliards d'années.

Soit beaucoup plus que le temps de refroidissement calculé par Kelvin: laforetdessciences.wordpress.com/2017/07/25/cet…

Pourquoi ? Parce que la Terre se réchauffe en permanence en consommant son uranium, donc elle ne se refroidit pas si vite.

Holmes réalise alors que si on chauffe l'intérieur de la Terre... il doit être en convection !


Et voilà ce qui pourrait bien suffire à faire bouger les continents... 🕰️ Il publie ça en 1944, Wegener est mort depuis longtemps.

🕰️ Toujours entre-deux-guerres, Wadachi au Japon et Benioff à Caltech réalisent que plus on s'éloigne de la fosse océanique (au Japon par ex.), plus les séismes ont lieu en profondeur.

Cette fois tous les ingrédients sont là, plus qu'à attendre les années 50 pour touiller.

🕰️ Et la seconde guerre mondiale n'est pas tout à fait étrangère à la tectonique des plaques.

C'est pour détecter les sous-marins allemands qu'un certain Victor Vacquier a travaillé à des magnétomètres très sensibles. La guerre finie, il continue à les promener sous l'eau.

Et ils sont tellement précis qu'ils peuvent même détecter l'aimantation des roches du plancher océanique... et cette aimantation est parfois dans un sens, parfois dans l'autre, comme ce qu'avait découvert Bernard Brunhes dans le Cantal !

Cette fois tout s'accélère...

🕰️ 1961 Ron Mason publie une carte des anomalies magnétiques sur les fonds océaniques: elles font des bandes parallèles aux dorsales (à force de faire passer des câbles sous tous les océans, on les a maintenant bien cartographiées).

Mason n'explique pas cette peau de zèbre...

🕰️ 1960-62 Harry Hess, qui est à la fois géologue et marin, mélange tous les ingrédients disponibles. Il obtient une nouvelle hypothèse: l'expansion des fonds océaniques.

Il y a des volcans sur les dorsales: c'est là qu'on crée du plancher océanique, qui s'écarte de la dorsale. Comme les continents sont moins denses que le plancher océanique, ils "flottent" et sont entraînés dans le mouvement.

Mais pour lui c'est encore de la "géopoésie".

🕰️ 1963 Certains prennent la poésie au sérieux... Le Canadien Lawrence Morley envoie un article à Nature !

Drummond Matthews et son thésard John Vine, à Cambridge, soumettent en même temps à peu près la même chose, et ça passe !

Pour une fois on retient quand même les 3 noms: ils ont fait le lien entre les observations magnétiques et la théorie poétique de Hess.

Les bandes d'inversions magnétiques confirment que le plancher océanique se forme à la dorsale, et que l'océan s'élargit au cours du temps !

Donc si on rembobinait le film de l'ouverture de l'Atlantique, on retrouverait bien, comme intuité par Wegener, le Brésil emboîté dans le golfe de Guinée.

Et d'autres géographies insolites:
laforetdessciences.wordpress.com/2018/01/24/geo…

Cette fois on a presque tout !

L'expansion des fonds océaniques explique la dérive des continents, elle est rendue possible par la convection dans le manteau terrestre, et voilà qui explique le pourquoi des dorsales. Encore un tout petit pas à faire...

Qu'est-ce qu'il nous reste à exploiter ? Les fosses océaniques, qu'on avait découvertes le long des Andes et du Japon. Et les séismes qui y semblaient localisés sur un plan en pente.

D'ailleurs, si on crée du plancher océanique aux dorsales, alors il y en a de plus en plus ?

🕰️ 1967: Jack Oliver et Bryan Isacks proposent que c'est là, au niveau des fosses, que le plancher océanique, devenu "trop vieux", redescend dans le manteau: c'est la subduction.

Avant de conclure, jetons à nouveau un œil à la carte de répartition des séismes à la surface du globe...

Pas vraiment homogène, n'est-ce pas ?

15 mars 1968: Jason Morgan propose une carte de la Terre où la croûte (et même un peu plus épais que ça: la lithosphère) est découpée en blocs rigides, qui bougent les uns par rapport aux autres, mais ne se déforment pas.

La même année, Dan Mc Kenzie et Robert Parker introduisent le mot "plaques".

Les limites entre ces plaques correspondent aux dorsales (les plaques s'écartent), aux fosses/subduction, ou aux grandes chaînes de montagnes (les plaques convergent).

Et c'est aussi le long de ces limites qu'on observe une grosse activité sismique, et qu'on retrouve aussi la majorité des volcans.

#365Sci #CeJourLa 15/06/1968, finalement, le Français Xavier le Pichon publie une carte du monde découpé en 6 grandes plaques tectoniques, en calculant le déplacement de chacune.

Carte que voici !
Depuis on l'a un peu précisée, on compte plutôt une douzaine de grandes plaques, plus une flopée de micro-plaques, mais l'essentiel est là.

Évidemment, l'histoire ne s'est pas arrêtée en 1968: elle continue jusqu'à aujourd'hui (et demain), mais ce sera pour une autre fois !

Pour de la tectonique actuelle allez voir la vidéo de @ZesteDeScience !

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Et merci d'avoir suivi jusque là une genèse de presque 100 ans 👍 !