Comment le modèle actuel de la tectonique des plaques a-t-il peu à peu été construit au cours de l’histoire des sciences ?
Publié le 14/05/2012
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Introduction : les modèles du début du XXème siècle.
Problème : comment le modèle actuel de la tectonique des plaques a-t-il peu à peu été construit au cours de l’histoire des sciences ?
1) L’intérieur de la Terre
L’auscultation sismologique permet à partir du début du XXème siècle de renouveler entièrement les modèles de Terre et montre que le globe se comporte comme un corps solide élastique, du moins dans toute sa partie supérieure. Les géologues doivent donc revoir leur copie et reprendre leurs explications des volcans et de la formation des montagnes ! Pour une grande majorité de sismologues, le globe est entièrement solide…
2) La surface terrestre
À la fin du xixe siècle, coexistaient deux principales théories explicatives de l’aspect actuel de la Terre :
-La théorie contractionniste des continents effondrés d’Eduard Suess (1888), Émile Haug (1900) et Hermann von Ihering (1907) :
Les observations : les analogies de faunes et de flores et les ressemblances géologiques entre des continents aujourd'hui séparés par des océans ;
L’interprétation : le refroidissement de la Terre aurait entraîné une diminution de son volume, donc de sa surface ; celle-ci aurait donc été mise sous compression, et selon les endroits, il y aurait eu surrection de chaînes de montagnes ou effondrement de continent formant des bassins océaniques.
-La théorie permanentiste de James Dana (1873) et Bailey Willis (1910) :
Les observations : les études sur l'équilibre isostatique des continents montrent que ceux-ci peuvent être considérés comme des blocs légers d'un composé nommé alors sial en équilibre sur une couche plus dense d'un composé nommé alors sima qui affleure au niveau des océans ;
«
1.1.2.
Conforter cette théorie avec des faits nouveaux.
Comme à l’époque la démonstration de sa théorie ne peut pas se faire directement, Wegener accumule des indices en
sollicitant différe ntes disciplines.
Les tracés des côtes et les correspondances géologiques entre les continents.
Géographiquement, il y a un emboîtement géométrique des côtes des continents.
La distribution géographique de certains fossiles.
Mais ils ont encore été enric his depuis et certains auteurs remarquent que : « Les ponts hypothétiques des anciennes
théories s'étendent pour la plupart sur des régions très considérables...
Certains ponts traversaient même des zones
climatiques différentes.
C'est pourquoi ces ponts n 'auraient certainement pas pu être utilisés par tous les animaux des
continents qu'ils faisaient communiquer, de même que nous ne trouvons pas aujourd'hui une faune tout à fait unique sur
des continents continus, même s'ils s'étendent sur une zone à un seu l climat...
Il en est tout autrement grâce à la théorie de
Wegener ».
Géologiquement, il y a des correspondances entre les formations géologiques de continents différents, de nature
stratigraphique, lithologique, paléontologique, tectonique, volcanique, paléoclimatique.
Les analogies des faunes et des flores fossiles ne sont pas des faits nouveaux ;
La distribution géographique des paléoclimats.
Les traces glaciaires qui ont été retrouvées sur tous les continents de l’hémisphère Sud, aujourd'hui très éloignés les uns
des autres, ne peuvent se comprendre que si les continents du Gondwana ont été autrefois réunis :
« Il s'ensuit donc que ces traces de glaciation constituent une réfutation éclatante de l'hypothèse de l'immobilité des
continents.
(…) On a considéré jusqu'ici l'invariabilité des positions des socles continentaux comme une vérité, admise a
priori, qui n'a pas besoin d'être démontrée.
En réalité, elle n'est qu'une simple hypothèse qui doit être vérifiée à l'aide
d'observations, et je doute fo rt que l'on puisse jamais apporter, en Géologie, de justification plus rigoureuse que celle de
l'inexactitude de l'hypothèse immobiliste, justification obtenue à l'aide des traces glaciaires permocarbonifère.
Nous
renonçons à prouver ceci par des citations .
Ce que quiconque peut voir n'exige pas l'appui de l'opinion des autres, et avec
celui que ne veut pas voir, il n'y a rien à faire »
Wegener remarque que si on regroupe les continents en fonction de leur climats, en mettant le pôle Sud au centre des
terra ins montrant des traces de glaciation au carbonifère supérieur, « alors la grande ceinture de Carbonifère productif (qui
indique un climat pluvieux et chaud) qui parcourt l’Amérique du nord, l’Europe, l’Asie mineur et le Chine occupe sur notre
reconstitution un grand cercle, notamment celui dont le pôle est au centre de la glaciation ; elle coïncide donc avec notre
équateur ».
La distribution bimodale des altitudes.
La statistique des altitudes de la croûte terrestre m et en lumière que deux niveaux sont nettement privilégiés : les plaines
et les plateaux qui forment la majorité de la surface des continents et les fonds abyssaux.
Wegener remarque que cette constatation ne peut être expliquée par la théorie de la contrac tion de la Terre, due à son
refroidissement ; « Nous en concluons qu'il doit y avoir eu deux niveaux initiaux de départ et nous sommes conduits,
inévitablement, à admettre que les continents et les sols sous- océaniques constituent deux couches distinctes de l'écorce
terrestre qui se comportent – en grossissant un peu notre image – comme des icebergs tabulaires et l'eau qui les baigne »
1.1.3.
Le point faible de la théorie de Wegener.
La question des forces causales est le point faible de la théorie, Wegen er le reconnaît d'ailleurs humblement :
« On a pu constater et justifier les translations continentales par une méthode purement empirique, notamment à l'aide
des données géodésiques, géophysiques, géologiques, biologiques et paléoclimatiques, sans avoir f ait d'hypothèse en ce
qui concerne leur cause.
On a adopté ainsi la méthode inductive que les sciences naturelles sont obligées de suivre dans la
grande majorité des cas.
C'est de cette façon que les formules de la chute des corps et du mouvement des planè tes ont
d'abord été obtenues par la méthode purement empirique, à l'aide des données tirées des observations.
Ce n'est que plus
tard que Newton put les trouver aussi par la méthode déductive comme conséquences de la seule loi de la gravitation
universelle.
Les recherches naturelles suivent toujours ce cours.
La théorie des translations n'a pas encore son Newton.
On
ne doit pas s'inquiéter de sa venue : la théorie n'est en effet qu'à ses débuts, beaucoup d'auteurs en doutent et il ne faut
pas en vouloir aux théoriciens lorsqu'ils hésitent à perdre leur temps et leurs efforts pour élucider une loi sur l'exactitude de
laquelle on n'est pas encore d'accord.
Il est pourtant probable qu'un certain temps s'écoulera avant qu'on ait pu résoudre
complètement la questi on des forces intervenant dans ces mouvements.
Les relations entre les déplacements sont
tellement embrouillées qu'il sera souvent difficile d'en démêler l'écheveau et de distinguer entre causes et effets, parce
qu'il est clair que dans la question des for ces tout le complexe de translations continentales, déplacements de la croûte,
migrations polaires, déplacements axiaux internes et astronomiques, constitue un problème unique »..
»
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