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Terre : comment les plaques tectoniques se sont-elles formées ?

Publié le par M.Hermassi

Les premiers signes de déformation de la lithosphère remontent à 4 milliards d'années. Mais, la formation des plaques tectoniques aurait pris un milliard d'années en plus

Les zones les plus faibles de la croûte terrestre ont entraîné la formation de plaques tectoniques. Deux scientifiques américain et français ont ainsi mis au point le tout premier modèle permettant d'expliquer comme les plaques tectoniques, ou lithosphériques, se sont découpées.

Si vous avez déjà senti le sol bouger sous vos pieds, par exemple durant un séisme, alors vous n'êtes pas étranger à la tectonique des plaques. Ces pièces de puzzle géantes sont liées à de nombreux phénomènes naturels et notamment aux séismes et au volcanisme. Aujourd'hui, on sait qu'il existe 14 plaques majeures et une quarantaine d'autres moins importantes. Ces plaques faisant partie de la lithosphère, la couche la plus superficielle de la Terre, se déplacent sur l'asthénosphère, la partie du manteau terrestre située immédiatement en-dessous. En revanche, on ignore comment ces pièces se sont réellement formées à l'origine. Comment ce découpage s'est-il produit ? C'est sur cette question que se sont penchés deux chercheurs américain et français. Publiant leur étude dans la revue Nature, ces deux géophysiciens pensent que la lithosphère a été fragilisée par les mouvements de plaques visqueuses au-dessous d'elle, il y a des milliards d'années. Elle se serait alors fissurée en formant les fameuses pièces de puzzle. Un phénomène unique Comme le relèvent David Bercovici de l'Université de Yale et Yanick Ricard du CNRS, la Terre est la seule planète du système à posséder des plaques tectoniques qui se déplacent librement à la surface, grâce au mouvement des couches inférieures. "L'émergence des plaques tectoniques est, sans nul doute, le moment clé de la Terre", expliquent-ils, repris par le Los Angeles Times. Mais "comment notre planète, la seule parmi tous les autres corps terrestres, a développé cette forme unique de plaques tectoniques, c'est une question qui reste encore énigmatique", poursuivent-ils. Pour y répondre, les deux scientifiques et leurs collègues ont donc créé un modèle mathématique afin de déterminer la façon dont des zones de faiblesses se créent et se connectent, délimitant ainsi les différentes plaques. Selon eux, la lithosphère est avant tout fragilisée par ses contacts avec la convection du manteau, c'est-à-dire les lents mouvements des roches situées dans l'asthénosphère, sous l'effet des différences de températures. Lorsque les roches de l'asthénosphère se déplacent vers le bas, elles étirent celles de la lithosphère, causant des changements microscopiques dans sa structure cristalline. Ces zones de faiblesses tendent ensuite à s'agrandir lorsque les mouvements du manteau se déplacent dans d'autres régions. "Nous pensons que tout cela dépend du comportement de minuscules grains de minéraux au coeur des roches", détaille David Bercovici. Une cicatrisation lente D'après les deux géophysiciens, les zones n'étant plus soumises à déformation parviennent à cicatriser lorsque les roches de la lithosphère reprennent un aspect normal. Le problème, c'est que cette cicatrisation prend bien plus de temps (1 milliard d'années) que la fragilisation (10 millions d'années), en raison de la température moyenne de la Terre et la présence de différents minéraux, rendant difficile leur croissance. Ainsi, la convection du manteau a été assez lente pour affaiblir la lithosphère mais aussi assez rapide pour empêcher la cicatrisation totale. La lithosphère s'est donc retrouvée suffisamment endommagée pour se diviser en plaques tectoniques. "Les zones affaiblies sont devenues plus étroites et se sont intensifiées jusqu'à former une limite distincte. Ce sont les frontières des plaques", explique le géophysicien américain. Les premiers signes du phénomène sont apparus il y a environ 4 milliards d'années, bien que la découpe des plaques ait probablement pris encore un milliard d'années. Vénus sans plaques Ce processus ne s'est jamais déroulé sur Vénus, pourtant planète-jumelle de la Terre car similaire en taille, composition et gravité. Selon David Bercovici et Yanick Ricard, les zones de faiblesse se sont développées en limites de plaques avant de former un réseau mondial de plaques tectoniques. Néanmoins, ce phénomène ne peut en aucun cas se produire sur Vénus. La raison ? La température de cette dernière est très élevée, à cause d'un important effet de serre. Ceci permet aux roches de reprendre un aspect normal très rapidement. Les zones affaiblies par la convection du manteau cicatrisent alors bien plus vite. "Seules de très petites zones affaiblies se sont accumulées car l'endommagement en soi est moins puissant que la cicatrisation", concluent les auteurs. (Crédits photo : David Bercovici / Yanick Ricard)

 

 

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