La tectonique des plaques : cours de 4e

Quand tu regardes une carte du monde, les continents te semblent fixes. Pourtant, la surface de la Terre se transforme, très lentement, depuis des milliards d'années. Les montagnes se soulèvent, des océans s'élargissent, des volcans s'allument et des séismes secouent certaines régions bien plus souvent que d'autres.

La tectonique des plaques est le modèle scientifique qui explique tout cela d'un seul coup. C'est une théorie et un modèle qui décrivent la dynamique globale de la lithosphère terrestre. ⁴ Elle a pris sa forme à la fin des années 1960, après la découverte de l'expansion des fonds océaniques. ⁴

Dans ce cours, tu vas apprendre à répondre à quatre questions :

• De quoi la surface de la Terre est-elle faite, et en quoi est-elle découpée ?
• Quelles sont les différentes façons dont deux plaques voisines se déplacent ?
• Quelle énergie met tout cela en mouvement ?
• Pourquoi les séismes et les volcans se trouvent-ils surtout à certains endroits ?

Le mouvement des plaques est possible parce que la lithosphère, rigide, repose sur l'asthénosphère, qui se déforme. ⁴ Imagine des plaques de chocolat posées sur une couche de caramel épais : le caramel s'écoule très lentement et entraîne les plaques avec lui.

Il faut bien distinguer deux sortes de lithosphère. Les plaques sont formées de lithosphère océanique et/ou de lithosphère continentale, qui se caractérisent par la croûte du même nom. Sous cette croûte se trouve la zone rigide du manteau supérieur. ⁴

La lithosphère continentale est épaisse d'environ cent kilomètres, avec de fortes variations d'un endroit à l'autre. ⁵ Cela paraît énorme, mais comparée au rayon de la Terre, c'est une pellicule fine, comme la peau d'une pomme.

Les plaques se déplacent de quelques centimètres par an, dans des directions différentes. ⁵ Le mot « plaque » rappelle que chaque morceau se comporte comme un bloc rigide : il ne se déforme presque pas en son milieu, sauf sur ses bords. ⁵ C'est donc sur les bords que tout se passe.

D'autres plaques plus petites sont venues s'ajouter à ces grandes plaques, comme la plaque arabique ou la plaque caraïbe. ⁵

La plus grande plaque par sa surface est la plaque pacifique. C'est aussi celle qui avance le plus vite, environ huit centimètres par an. ⁵ Pour l'ensemble des plaques voisines, la vitesse relative de l'une par rapport à l'autre se situe entre 0 et 100 mm par an. ⁴

Comme les plaques bougent chacune dans une direction différente, deux plaques voisines peuvent s'écarter, se rapprocher ou glisser l'une contre l'autre. Leurs mouvements relatifs variés produisent trois types de frontières : convergentes, divergentes ou transformantes. ⁴ On retrouve aussi ces mouvements sous les noms de divergence, subduction, collision et coulissage. ⁵

Pourquoi les plaques bougent-elles ? Il faut de l'énergie, et elle vient de l'intérieur du globe, très chaud. Cette chaleur a deux origines : la radioactivité (potassium, uranium et thorium qui se désintègrent) et la chaleur gardée depuis la naissance de la planète. ⁴

La Terre se refroidit peu à peu en envoyant cette chaleur vers sa surface. ⁴ Dans le manteau, l'essentiel du flux de chaleur passe par la mise en mouvement des roches : c'est la convection mantellique, moteur de la tectonique des plaques. ⁴ Au collège, on t'apprend donc à relier le mouvement des plaques à la manière dont la Terre évacue sa chaleur interne. ²

Si tu places sur une carte les séismes et les volcans du monde, ils ne sont pas répartis au hasard. L'essentiel de l'activité du globe est situé aux frontières de plaques. ¹ Les frontières produisent en effet de nombreux phénomènes : séismes, activité volcanique, formation de chaînes de montagnes et de fosses océaniques. ⁴

La tectonique des plaques n'est pas tombée du ciel : c'est le fruit d'un long travail collectif. Des géologues et des géophysiciens de plusieurs pays ont bâti cette théorie à la fin des années 1960. ⁴

Voici quelques jalons de cette construction :

• En 1965, le géophysicien canadien John Tuzo Wilson imagine la faille transformante. Grâce à elle, il peut diviser la surface du globe en une mosaïque de plaques. ⁵
• Deux ans plus tard, l'Américain William Jason Morgan publie un modèle à douze plaques. ⁵
• Peu après, le Français Xavier Le Pichon présente un modèle à six plaques majeures. ⁵
• Jack Oliver et son étudiant Bryan Isacks montrent que ce modèle rend compte de la sismicité sur toute la Terre. La plupart des scientifiques sont alors convaincus. ⁴

Bien avant, des savants avaient déjà évoqué des continents qui se déplacent : c'est la dérive des continents. Mais il manquait une explication globale, et la tectonique des plaques l'a apportée. ³

Les chercheurs reconstituent aussi les positions anciennes des plaques, pour retrouver la forme d'anciens supercontinents. ⁵ Selon un modèle numérique, les plaques commenceraient à se former vers 4 milliards d'années, alors que la naissance de la Terre remonte à environ 4,54 milliards d'années. ⁴⁵ La tectonique des plaques décrit donc la planète depuis très longtemps, et elle continue aujourd'hui.