Les géologues ont une explication - une théorie scientifique - de la façon dont la surface de la Terre se comporte appelée tectonique des plaques. La tectonique signifie une structure à grande échelle. Ainsi, la "tectonique des plaques" dit que la structure à grande échelle de l'enveloppe extérieure de la Terre est un ensemble de plaques. (voir la carte)
Plaques tectoniques
Les plaques tectoniques ne correspondent pas tout à fait aux continents et aux océans à la surface de la Terre. La plaque d'Amérique du Nord, par exemple, s'étend de la côte ouest des États-Unis et du Canada jusqu'au milieu de l'océan Atlantique. Et la plaque du Pacifique comprend un morceau de Californie ainsi que la plupart de l'océan Pacifique (voir le liste des assiettes). En effet, les continents et les bassins océaniques font partie de la la croûte terrestre. Mais les plaques sont faites de roches relativement froides et dures, et qui s'étendent plus profondément que la croûte dans le manteau supérieur. La partie de la Terre qui compose les plaques s'appelle la lithosphère. Il mesure en moyenne 100 kilomètres d'épaisseur, mais cela varie considérablement d'un endroit à l'autre. (voir
À propos de la lithosphère)La lithosphère est une roche solide, aussi rigide et rigide que l'acier. En dessous se trouve une couche de roche solide plus douce et plus chaude appelée asthénosphère ("es-THEEN-osphere") qui s'étend jusqu'à environ 220 kilomètres de profondeur. Parce que c'est à des températures chaudes, la roche de l'asthénosphère est faible («asthéno-» signifie faible en grec scientifique). Il ne résiste pas au stress lent et il se plie de manière plastique, comme une barre de tire turque. En effet, la lithosphère flotte sur l'asthénosphère même si les deux sont des roches solides.
Mouvements de plaques
Les plaques changent constamment de position, se déplaçant lentement sur l'asthénosphère. "Lentement" signifie plus lent que la croissance des ongles, pas plus de quelques centimètres par an. Nous pouvons mesurer leurs mouvements directement par GPS et d'autres méthodes de mesure à longue distance (géodésiques), et les preuves géologiques montrent qu'ils ont évolué de la même manière dans le passé. Au cours de plusieurs millions d'années, les continents ont voyagé partout dans le monde. (voir Mesure du mouvement de la plaque)
Les assiettes se déplacent les unes par rapport aux autres de trois manières: elles se déplacent ensemble (convergent), elles s'éloignent (divergent) ou elles se dépassent. Par conséquent, les plaques sont communément considérées comme ayant trois types d'arêtes ou de frontières: convergentes, divergentes et transformées.
- En convergence, lorsque le bord d'attaque d'une plaque rencontre une autre plaque, l'une d'elles tourne vers le bas. Ce mouvement vers le bas est appelé subduction. Les plaques subductées descendent dans et à travers l'asthénosphère et disparaissent progressivement. (voir À propos des zones convergentes)
- Les plaques divergent dans les zones volcaniques des bassins océaniques, les dorsales médio-océaniques. Ce sont de longues et énormes fissures où la lave monte de dessous et se fige en de nouvelles lithosphère. Les deux côtés de la fissure sont continuellement écartés et les plaques acquièrent ainsi un nouveau matériau. L'île de l'Atlantique Nord, l'Islande, est le premier exemple de zone divergente au-dessus du niveau de la mer. (voir À propos des zones divergentes)
- L'endroit où les plaques se déplacent les unes aux autres est appelé frontière de transformation. Ce ne sont pas aussi communs que les deux autres frontières. le San Andreas la faute de la Californie est un exemple bien connu. (voir À propos des transformations)
- Les points où les bords de trois plaques se rencontrent sont appelés jonctions triples. Ils se déplacent à travers la surface de la Terre en réponse aux différents mouvements des trois plaques. (voir Triple jonctions)
La carte de bande dessinée de base des plaques utilise uniquement ces trois types de limites. Cependant, de nombreuses limites de plaques ne sont pas des lignes nettes mais plutôt des zones diffuses. Ils représentent environ 15% du total mondial et apparaissent dans des cartes de plaques plus réalistes. Aux États-Unis, les frontières diffuses englobent la majeure partie de l'Alaska et la province de Basin and Range dans les États de l'Ouest. La plupart de la Chine et de tout l'Iran sont également des zones frontalières diffuses.
Ce que la tectonique des plaques explique
La tectonique des plaques répond à de nombreuses questions géologiques de base:
- Sur les trois différents types de limites, le mouvement des plaques crée des types distinctifs de failles sismiques. (voir Types de défauts en bref)
- La plupart des grandes chaînes de montagnes sont associées à la convergence des plaques, répondant à un mystère de longue date. (voir Le problème de la montagne)
- Des preuves fossiles suggèrent que les continents étaient autrefois connectés et très éloignés aujourd'hui; où une fois que nous avons expliqué cela par la montée et la chute des ponts terrestres, nous savons aujourd'hui que les mouvements des plaques sont responsables.
- Le fond marin du monde est géologiquement jeune car la vieille croûte océanique disparaît par subduction. (voir À propos de Subduction)
- La plupart des volcans du monde sont liés à la subduction. (voir À propos du volcanisme à l'arc)
La tectonique des plaques nous permet également de poser et de répondre à de nouveaux types de questions:
- Nous pouvons construire des cartes de la géographie mondiale dans le passé géologique - des cartes paléogéographiques - et modéliser des climats anciens.
- Nous pouvons étudier comment extinctions de masse sont liés aux effets de tectonique des plaques comme le volcanisme. (voir Extinction: sur le destin des espèces)
- Nous pouvons examiner comment les interactions des plaques ont affecté l'histoire géologique d'une région spécifique.
Questions de tectonique des plaques
Les géoscientifiques étudient plusieurs questions majeures sur la tectonique des plaques elle-même:
- Qu'est-ce qui déplace les assiettes?
- Qu'est-ce qui crée des volcans dans des «points chauds» comme Hawaï qui se trouvent en dehors des zones de subduction? (voir Une alternative hotspot)
- Quelle est la rigidité des plaques et quelle est la précision de leurs limites?
- Quand la tectonique des plaques a-t-elle commencé et comment?
- Comment la tectonique des plaques est-elle connectée au manteau terrestre ci-dessous? (voir À propos du manteau)
- Qu'arrive-t-il aux plaques subduites? (voir La mort des plaques)
- Quel type de cycle les matériaux des plaques traversent-ils?
La tectonique des plaques est unique à la Terre. Mais l'apprendre au cours des 40 dernières années a donné aux scientifiques de nombreux outils théoriques pour comprendre d'autres planètes, même celles qui entourent d'autres étoiles. Pour le reste d'entre nous, la tectonique des plaques est une théorie simple qui aide à donner un sens à la face de la Terre.