La tectonique des plaques : l`histoire d`un modèle Chapitre 1 : La

La tectonique des plaques : l’histoire d’un modèle
Chapitre 1 : La dérive des continents : naissance d’une idée
Vous avez étudié la «dérive des continents » au collège. Cette année, il s’agit, en s’appuyant sur une
démarche historique, de comprendre comment ce modèle a peu à peu été construit au cours de
l’histoire des sciences et de le compléter.
L’exemple de la tectonique des plaques donne l’occasion de comprendre la notion de modèle
scientifique et son mode d’élaboration. Il s’agit d’une construction intellectuelle hypothétique et
modifiable. Au cours du temps, la communauté scientifique l’affine et le précise en le confrontant
en permanence au réel. Il a une valeur prédictive et c’est souvent l’une de ces prédictions qui
conduit à la recherche d’un fait nouveau qui, suivant qu’il est ou non découvert, conduit à étayer ou
modifier le modèle. La solidité du modèle est peu à peu acquise par l’accumulation d’observations
en accord avec lui. Les progrès techniques accompagnent le perfectionnement du modèle tout
autant que les débats et controverses.
Théorie : Une théorie (du grec theorein, « contempler, observer, examiner ») est un ensemble
d'explications, de notions ou d'idées sur un sujet précis, pouvant inclure des lois et des hypothèses,
induites par l'accumulation de faits trouvés par l'observation ou l'expérience.
Jusqu’au début du XXe siècle, les géologues attribuent au continent une position fixe et immuable :
deux grandes idées gouvernaient les sciences de la Terre.
Modèle de Hess
- D'une part on pensait que l'intérieur de la Terre était en fusion
et se refroidissait lentement. Ce refroidissement aurait donc
entraîné une diminution de volume : modèle dit de « la pomme
ridée », comme un fruit déshydraté.
La surface terrestre est donc principalement affectée de
mouvements verticaux. Les bassins océaniques sont des zones
d'affaissement qui séparent des zones restées émergées, les
continents
- D'autre part les continents ont une position permanente au
cours du temps, seuls des mouvements verticaux sont
envisagés.
En se refroidissant, la Terre se serait contractée comme une vieille pomme, et on aurait ainsi obtenu
les chaînes de montagnes, les fossés, etc.
Plusieurs géologues (Fisher, Snider-Pellegrini…) avaient relevé des observations qui soulevaient
des interrogations quant aux correspondances des formes continentales.
La découverte d’énormes déformations de la croûte terrestre, (Bertrant, Suess, Termier…)
permettent d’interpréter les chaînes de montagnes comme un empilement d’énormes « nappes » de
terrains charriés horizontalement sur de très grandes distances. De plus des correspondances sont
établies sur la continuité de ces grandes déformations sur plusieurs continents.
Mais quel est le moteur de tels déplacements, il doit mettre en œuvre des forces collossales…
En 1912, un climatologue, Alfred Wegener (1880-1930) remet cette vision en cause : ce scientifique
suggère pour la première fois un déplacement horizontal des continents à la surface de la Terre.
Dans quel contexte scientifique est née l’idée de la dérive des continents ?
I. La naissance de l’idée de la dérive des continents (! page 110/111)
Au début du XXe siècle, A. Wegener n’est pas le premier à suggérer un déplacement horizontal des
continents mais il parvient à synthétiser et à mettre en relation plusieurs observations :
1. Les tracés des côtes de l'Afrique et de l'Amérique du Sud sont complémentaires.
" Doc 1a page 110, 2c page 111

- hypothèse de Wegener :
« C'est comme si nous devions reconstituer une page de journal déchirée, en mettant les morceaux bord à
bord, puis en vérifiant si les lignes imprimées correspondent. Si oui, ont doit conclure que les morceaux
étaient bien placés de cette façon à l’origine.»
C’est tout à fait ce que Wegener va s’appliquer à faire en recherchant, dans différents arguments, la
vérification d’une continuité entre des continents aujourd’hui séparés.
2. Des similarités entre ces deux continents
a) Des identités géologiques : Wegener montre qu’il existe une correspondance entre les
boucliers sud américains et africains. Les « boucliers sont des zones géologiques constituées de
roches très anciennes et peu déformées (on sait aujourd’hui qu’elles constituent les zones centrales des
plaques, peu modifiées par le tectonique des plaques).
Mais aussi une continuité des déformations géologiques.
Wegener imagine que ces continents étaient en fait réunis et se sont morcelés puis ont dérivé
jusqu’à leur position actuelle.
b) Des identités dans des traces fossiles de glaciation (Doc 2b page 111)
La présence des indices de glaciation, les
déformations des paysages, l’érosion
caractéristique des roches permettent à Wegener
d’identifier la présence de grands systèmes
glaciaires au sud de l’Amérique du Sud de
l’Afrique, en Inde, en Australie.
La détermination du sens d’écoulement des
glaces confirme l’hypothèse précédente et permet
de reconstituer un super continent : La Pangée
qu’il peut désormais dater de l’aire secondaire : ±
250 MA
c) Des indices paléontologiques. (Doc 2a page 111)
Antonio Snider-Pellegrini, géographe français (1802-1885) avait proposé une première
reconstitution de la Pangée avant le modèle d’Alfred Wegener. Il avait trouvé des plantes fossiles
datant du Carbonifère identiques de part et d’autre de l’Atlantique mais il pensait que le déluge
biblique était la cause de la séparation des continents !
En#pointillés#:#les#
déformations#
géologiques#

Des fossiles datés de 240 à 260 Ma :
Mesaurus : petit reptile d’eau douce
Cynognathus : reptile prédateur terrestre
Lystrosaurus : reptile terrestre
Glossopteris : plante terrestre
sont retrouvés sur les différents
continents actuels, cet argument confirme
le modèle de Pangée établi
précédamment.
Les détracteurs de W. évoqueront
l’existence de « ponts continentaux »
permettant la migration de ces animaux,
mais alors on retrouverait ces fossiles en
Asie et en Europe !
Ces arguments conduisent A. Wegener à confirmer que des continents, aujourd'hui séparés par des
océans, étaient jadis regroupés en un super continent la Pangée, qui s'est fracturé, individualisant
des blocs continentaux ayant dérivés jusqu'à leur position actuelle : c'est la théorie de la dérive des
continents.
3. La répartition bimodale des altitudes
" Doc 1b page 110 : Hess exploite déjà cette remarque
Il existe donc 2 « couches » distinctes : les continents et les « sols » sous océaniques. La croûte n’est
pas homogène mais constituée de 2 matériaux différents de densités différentes.
De plus, la répartition bimodale des altitudes observée sur le globe est en accord avec son modèle
qui prévoit le déplacement horizontal de blocs continentaux (formé de Sial) flottant sur une couche
plus dense (le Sima) qui constitue le fond des océans.

Bilan :
Modèle fixiste
Modèle mobiliste (Wegener)
Sial : de Si (pour silice) et Al (pour aluminium) : les constituants
principaux des continents (roches silicatées de faible densité)
Sima : de Si (pour silice) et Ma (pour magnésium) : les
constituants principaux (avec le fer) du manteau (roches ferro-
magnésiennes de forte densité)
« Si nous prenons comme base la théorie des translations, nous répondons à toutes les exigences justifiées,
tant à celles de la loi des anciennes liaisons continentales qu'à celles de la permanence. Nous n'avons qu'à
énoncer ces lois comme il suit : Ponts continentaux ? Oui, non pas grâce à des continents intermédiaires
affaissés, mais à des socles continentaux jadis contigus. Permanence ? Oui, pas de chaque continent ou océan
pris individuellement, mais permanence de la surface océanique totale et de la surface continentale totales
prises en bloc »
(Alfred Wegener, La genèse des continents et des océans, 1928)
" Doc 3 page 111 : Malgré des arguments concordants provenant de divers domaines
scientifiques (paléontologie, paléoclimatologie, géologie...) la théorie de Wegener se heurte aux
modèles fixistes de l'époque. De plus, Wegener éprouve des difficultés pour trouver le « moteur » des
mouvements des continents.

Holmes, un géologue écossais, propose en 1928 une solution possible. Selon lui, le manteau terrestre
serait animé de courants de convection très lents, ayant pour origine la chaleur libérée par la
désintégration des éléments radioactifs. Ces courants seraient à l'origine des déplacements
horizontaux des continents en surface.
Mais ces suppositions impliquent une certaine fluidité du manteau...
Or les apports de la sismologie indiquent un modèle de Terre
entièrement solide…
En 1924 Harold Jeffreys, géophysicien anglais, s'oppose fortement aux
idées de Wegener. Selon lui « la Terre est aussi rigide que l’acier. Comment
les continents pourraient-ils se déplacer au sein d'un milieu solide ! ». Il fait
aussi remarquer que les forces des marées évoquées par Wegener sont
des dizaines de milliers de milliards de fois trop faibles pour déplacer
les continents.