Tectonique J-P Geslin

Vos élèves se sont posé
les questions suivantes :
- Comment se forment les
océans et les chaînes de
montagnes ?
- Quelles sont les causes
des tremblements de terre ?
- Pourquoi les volcans ?
Vos élèves vous ont affirmé,
à la suite de leurs lectures,
que les continents n’avaient
pas toujours occupé la
même place.
... Vous désirez les aider
dans leur recherche et
vous informer sur les théories
actuelles concernant ces
grands domaines de la
recherche.
Ce polycopié a pour but de
vous fournir quelques
éléments de réponses.
JEAN-PIERRE GESLIN
Professeur de Biologie-Géologie à l’Institut Universitaire de
Formation des Maîtres du Bourget.
1981-2003. Ce sujet est à aborder au C.M.2. Il était inclus dans les programmes de 1995 :
"Le ciel et la Terre : séismes et éruptions volcaniques" et dans les programmes de 2002 :
« Manifestations de l’activité de la Terre (volcans, séismes) ».
"Tranche de Terre".
Sciences de la vie et de la Terre.
Géologie 4ème. Collection Périlleux. 1998.

Jean-Pierre GESLIN, professeur. 2
"DERIVE DES CONTINENTS"
OU MIEUX : "TECTONIQUE DES PLAQUES"
I - LA DERIVE DES CONTINENTS :
Cette théorie est due à un chercheur allemand né à Berlin en 1880 : Alfred
WEGENER. Ce chercheur avait une formation d’astronome et de météorologiste mais
ne possédait aucun diplôme de géologie. Il formula sa théorie en 1912 (par le biais de 2
articles) et la publia en 1915 (dans "L'origine des continents et des océans"). Il est mort
en 1930 au cours d'une expédition au Groenland.
A) Les idées à la base de la théorie :
Wegener remarque :
1) qu’il y a complémentarité de forme entre les côtes américaines et africaines ou plus
exactement entre les bordures de leurs plates-formes (-200 mètres). Il n’était pas le
premier : dès 1620, le philosophe Francis Bacon s’était aperçu que les contours de
l’Afrique et de l’Amérique du Sud se ressemblaient étrangement.
2) qu’il y a ressemblance et même identité de nombreux groupes d’animaux et
végétaux fossiles entre ces deux continents (cf. le petit reptile d’eau douce fossile
MESOSAURUS qui date de la fin du primaire = paléozoïque et que l’on trouve à la fois
au Brésil + Argentine et en Afrique du Sud). Il ne faisait là encore que reprendre des
travaux antérieurs.
B) La théorie :
Wegener reprend l’idée du naturaliste allemand Alexandre Von Humboldt : l’Afrique et
l’Amérique ont peut-être été attachées comme les 2 pièces d’un puzzle.
Il retient également une notion établie (entre autres) par le géologue viennois Eduard Suess
(1909) : la croûte terrestre est formée de 2 parties : le "SIAL" (silice + aluminium) et de
"SIMA" (silice + magnésium). Les continents formés de SIAL reposent sur le SIMA.
«Au départ» aurait existé une croûte terrestre formée essentiellement de silice et
d’aluminium («croûte sialique») formant un continent unique qu'il nomme "la PANGEA"
(d’un mot grec signifiant terre unique).
On note une similitude des roches et des
fossiles en Amérique du Sud et en Afrique.
Le mésosaure, un reptile aquatique, vivait au
permien (fin de l'ère primaire) entre -295 et -
245 millions d'années).
Doc. extrait de "Sciences de la vie et de la Terre", option
géologie par Bridier, Clisson, Hyon, Le Bellégard, Margerie,
Villermet et Hervé. Editions Hatier 1998.
Les formes des côtes de l'Afrique et de l'Amérique
du Sud s'emboîtent et des chaînes précambriennes
(datées de plus de 2 milliards d'années) s'y
prolongent…
d'où l'idée que les continents actuels proviennent
de la fracturation d'un continent unique.

Jean-Pierre GESLIN, professeur. 3
Cette Pangea flottait tel un radeau sur le «SIMA» (Silice +
Magnésium) plus dense et était entourée d’un océan
unique dont le fond était constitué essentiellement de
«SIMA».
Il y aurait eu rupture de la Pangea puis déplacement
latéral.
Avant Wegener, les géologues pensaient que les
seuls déplacements possibles pour les continents
étaient des déplacements verticaux. Dans l'hypothèse
de Wegener, les continents se déplacent laté-
ralement…
* Après la rupture, les morceaux auraient ensuite subi une translation liée à la rotation
de la terre et aux marées Ü naissance des continents actuels.
* Le SIMA pacifique aurait opposé une résistance à la progression Ü apparition des
Rocheuses et des Andes («effet de proue»).
* Certains fragments se seraient heurtés Ü formation de chaînes de montagnes
comme l'Himalaya.
Le dessin animé "Ordi" : "La dérive des continents" relate la vie (romancée) de Wegener.
"La dérive des continents : "Histoire d'une séparation".
Illustration extraite du livre : "La Terre, planète vivante" de Maurice Krafft.
Critique de la théorie de Wegener :
- La théorie resta cantonnée en Allemagne jusqu'en 1924 (date de sa traduction). Elle
séduisit certains chercheurs (en particuliers les géophysiciens) mais provoqua aussi
«des levées de boucliers» (en particulier des géographes).
- Harold Jeffreys montra par le calcul que le moteur du mouvement des continents
invoqué par Wegener ne pouvait convenir.
- D’autres chercheurs insistèrent sur le fait que Wegener n’expliquait pas les raisons de
la rupture de la Pangea.
La théorie de Wegener fut abandonnée jusqu’en 1960 même si le fait de réfuter «le
moteur» de Wegener ne prouvait pas que sa théorie était erronée. Wegener, jusqu’à sa
mort en 1930, chercha d’ailleurs peu à convaincre ses collègues afin de défendre sa
théorie.
Terre vue en coupe
(telle qu'on la concevait à
l'époque de Wegener).
On sait aujourd'hui que ce ne sont pas les continents eux-mêmes qui
dérivent ("dérive des continents" ) mais qu'ils sont transportés, comme
des passagers, par des plaques rigides (on préfère en conséquence parler
de "tectonique des plaques").

Jean-Pierre GESLIN, professeur. 4
II - LA TECTONIQUE DES PLAQUES :
La tectonique (du grec «art de construire») est la science qui étudie les dislocations et les
déformations subies par les roches constitutives de l’écorce terrestre postérieurement à leur
formation.
On appelle plaque un secteur de la lithosphère qui est indéformable sauf le long de sa bordure
( lithosphère = croûte continentale ou océanique + manteau supérieur).
L’objectif peut être de faire découvrir aux élèves :
- Les limites des 6 grandes plaques constituant la lithosphère.
- Les mécanismes qui provoquent l’écartement des continents.
- Les conséquences de ces écartements (séismes, volcanisme, formation des chaînes de
montagnes).
A) Les chaînes sous-marines :
- On partira si possible d’une carte mondiale bathymétrique. On observe que dans l’axe de
l’océan atlantique il existe des hauts-fonds. On tracera à la craie sur la carte les prolongements
des hauts-fonds dans les divers océans à on aboutit ainsi à une délimitation partielle des 6
grandes plaques.
- A quoi correspondent ces hauts-fonds ?
On présentera une carte du fond des océans (voir ci contre) d’ailleurs utilisable d’emblée
en l’absence de carte
bathymétrique.
Au sein des océans
existe une formidable
chaîne de montagnes
de presque 70 000 km
de long et dont la
largeur varie de 1000 à
3000 km. Cette chaîne
est marquée par de
nombreuses failles
"transformantes" ( =
cassures transversales)
qui décalent chaque
tronçon par rapport à
son voisin. La chaîne
s’élève entre 1500 m et
3000 mètres au-dessus
des plaines abyssales
dont la profondeur se
situe en moyenne entre
4000 et 5000 mètres.
Cette chaîne nommée
DORSALE
OCEANIQUE
couvre une surface de
150 000 000 de km2 soit
une surface équivalente
à celle des continents.
Si cette dorsale océa-
nique a été longtemps
ignorée c’est parce que
la profondeur moyenne
de sa crête se situe entre 2000 et 3000 mètres sous la surface des océans et parce qu’elle
n’émerge que rarement.
L’Islande, l’Archipel des Acores, Tristan da Cunha, le triangle des Afars en Ethiopie
correspondent à des zones émergées de cette chaîne.
Carte du fond des océans.

Jean-Pierre GESLIN, professeur. 5
B) Observations au niveau d'îles localisées sur l'axe des dorsales : ex. l'Islande.
L'Islande (103 000 km2, 300 km X
500 km) présente une altitude
moyenne de 500 mètres au dessus
du niveau de la mer et son point
culminant ( le Hvannadalshnukur)
se situe à 2119m.
"Islande" signifie "Terre de glace"
mais c'est aussi une "Terre de feu"
l'île subissant une éruption
volcanique en moyenne tous les 5
ou 6 ans.
Voir la diapositive présentant
l'éruption des îles Vestmann (et en
particulier la plus grande : l'île
Heimaey). De janvier à juin 1973,
une ville de 5000 habitants,
localisée sur cette île, a été
recouverte de 2 millions de tonnes
de débris. Elle a dû être reconstruite.
On note la présence de geysers (cf. le "Grand Geysir" qui peut faire jaillir une colonne d'eau de
65 mètres de haut et d'où provient le terme "geyser"), de lacs volcaniques, de solfatares
(sources de vapeurs d'eau et d'hydrogène sulfuré) et de très nombreuses sources thermales.
Le plus connu des volcans d'Islande : le volcan Krafla.
Cliché Krafft/Images et Volcans/Hoa Qui.
Carte de l'Islande.
Carte extraite de "Textes et documents pour la classe" n° 245 du 10/06/1980