Les plaques lithosphériques sont les sections de la croûte terrestre et du manteau supérieur qui se déplacent - très lentement - sur le manteau inférieur en dessous. Les scientifiques savent que ces plaques se déplacent à partir de deux sources de preuves différentes - géodésique et géologique - qui leur permettent de retracer leurs mouvements dans le temps géologique.
Mouvement de plaque géodésique
La géodésie, science de la mesure de la forme et des positions de la Terre, permet de mesurer directement le mouvement des plaques en utilisant GPS, le système de positionnement global. Ce réseau de satellites est plus stable que la surface de la Terre, donc quand un continent entier se déplace quelque part à quelques centimètres par an, le GPS peut le dire. Plus ces informations sont enregistrées longtemps, plus elles deviennent précises et, dans une grande partie du monde, les chiffres sont déjà assez précis.
Une autre chose que le GPS peut montrer, ce sont les mouvements tectoniques dans plaques. Une hypothèse derrière
tectonique des plaques est que la lithosphère est rigide, et en effet c'est encore une hypothèse solide et utile. Mais certaines parties des plaques sont molles en comparaison, comme le Plateau Tibétain et les ceintures de montagne de l'Ouest américain. Les données GPS permettent de séparer les blocs qui se déplacent indépendamment, même si ce n'est que de quelques millimètres par an. Aux États-Unis, les micro-plaques de la Sierra Nevada et de la Basse-Californie ont ainsi été distinguées.Mouvement de plaque géologique: présent
Trois méthodes géologiques différentes aident à déterminer les trajectoires des plaques: paléomagnétique, géométrique et sismique. La méthode paléomagnétique est basée sur le champ magnétique terrestre.
Dans chaque éruption volcanique, les minéraux contenant du fer (principalement de la magnétite) deviennent magnétisés par le champ dominant lorsqu'ils se refroidissent. La direction dans laquelle ils sont magnétisés pointe vers le pôle magnétique le plus proche. Parce que la lithosphère océanique se forme en continu par le volcanisme sur les crêtes qui se propagent, toute la plaque océanique porte une signature magnétique cohérente. Lorsque le champ magnétique de la Terre change de direction, comme il le fait pour des raisons qui ne sont pas entièrement comprises, la nouvelle roche prend la signature inversée. Ainsi, la plupart des fonds marins ont un motif rayé d'aimantations comme s'il s'agissait d'un morceau de papier émergeant d'un télécopieur (seulement il est symétrique à travers le centre d'épandage). Les différences de magnétisation sont légères, mais les magnétomètres sensibles des navires et des avions peuvent les détecter.
L'inversion du champ magnétique la plus récente remonte à 781 000 ans, donc la cartographie de cette inversion donne aux scientifiques une bonne idée des mouvements des plaques dans le passé géologique le plus récent.
La méthode géométrique donne aux scientifiques la direction d'épandage pour aller avec la vitesse d'épandage. Il est basé sur les défauts de transformation le long de la crêtes médio-océaniques. Si vous regardez une crête étalée sur une carte, elle présente un motif en escalier de segments à angle droit. Si les segments d'étalement sont les marches, les transformations sont les contremarches qui les relient. Mesurées avec soin, ces transformations révèlent des directions de propagation. Avec les vitesses et directions des plaques, vous avez des vitesses qui peuvent être branchées dans des équations. Ces vitesses correspondent parfaitement aux mesures GPS.
Les méthodes sismiques utilisent le mécanismes focaux des tremblements de terre pour détecter l'orientation des failles. Bien que moins précises que la cartographie et la géométrie paléomagnétiques, ces méthodes sont utiles pour mesurer les mouvements des plaques dans des parties du globe qui ne sont pas bien cartographiées et ont moins de stations GPS.
Mouvement de plaque géologique: passé
Les scientifiques peuvent étendre les mesures dans le passé géologique de plusieurs manières. La plus simple consiste à étendre les cartes paléomagnétiques des plaques océaniques à partir des centres de propagation. Les cartes magnétiques des fonds marins se traduisent précisément en cartes d'âge. Ces cartes révèlent également comment les plaques ont changé de vitesse lorsque les collisions les ont bousculées en réarrangements.
Malheureusement, le fond marin est relativement jeune, pas plus d'environ 200 millions d'années, car il disparaît finalement sous d'autres plaques par subduction. Alors que les scientifiques approfondissent le passé, ils doivent de plus en plus s'appuyer sur le paléomagnétisme des roches continentales. Comme les mouvements des plaques ont fait tourner les continents, les roches anciennes ont tourné avec eux, et là où leurs minéraux indiquaient autrefois le nord, ils pointent maintenant ailleurs, vers des «pôles apparents». Lorsque vous tracez ces pôles apparents sur une carte, ils semblent s'éloigner du vrai nord à mesure que les âges rocheux remontent temps. En fait, le «nord» ne change pas (généralement), et les paléopôles errants racontent une histoire de continents errants.
Ensemble, les méthodes énumérées ci-dessus permettent la production d'une chronologie intégrée du mouvement des plaques lithosphériques, un récit de voyage tectonique qui mène sans heurts au présent.