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Vie et TerrePost� par Adrien le Mardi 08/04/2014 � 00:00
Comment la tectonique des plaques a-t-elle commenc� sur Terre ?
tectonique des plaques lithosph�re asth�nosph�re p�ridotite 0 commentaire
Les plaques tectoniques sont mobiles les unes par rapport aux autres � la surface de la Terre. Comment ce d�coupage � l'origine de la tectonique des plaques s'est-il produit ? Dans un article publi� sur le site de la revue Nature le 6 avril 2014, Yanick Ricard, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) d�signe une personne dont le m�tier consiste � faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le m�tier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifi�s et impliquent d'importantes diff�rences...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public fran�ais (EPST).) au Laboratoire de g�ologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et λογος (logos, « parole », « raison »), est la science qui traite de la...) de Lyon: Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....), plan�tes et environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des �l�ments naturels et artificiels au sein duquel se d�roule la vie humaine. Avec les...) (CNRS/Universit� Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et...) Lyon 1/ENS de Lyon) et David Bercovici de l'Universit� (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Yale proposent le premier mod�le qui explique comment la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de la Terre s'est d�coup�e en plaques. Il rend ainsi compte de l'�mergence de la tectonique des plaques (La tectonique des plaques (d'abord appel�e d�rive des continents) est le mod�le actuel du fonctionnement interne de la Terre. Elle est l'expression en surface de la convection qui se d�roule dans le manteau terrestre.) telle que nous la connaissons aujourd'hui et r�v�le aussi pourquoi ce ph�nom�ne ne s'est pas produit sur V�nus, plan�te (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) "jumelle" de la Terre.
La lithosph�re (La lithosph�re (litt�ralement, la � sph�re de pierre �) est la partie superficielle et rigide du mat�riau dont sont faits les astres...) (1), couche mobile la plus superficielle de la Terre, est divis�e en un petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de plaques rigides en d�placement ( En g�om�trie, un d�placement est une similitude qui conserve les distances et les angles orient�s. En psychanalyse, le d�placement est m�canisme...) sur l'asth�nosph�re (L'asth�nosph�re (du grec asthenos, sans r�sistance) est la partie ductile du manteau terrestre, directement situ�e sous la lithosph�re rigide.), partie du manteau terrestre situ�e imm�diatement en-dessous. Cette structuration contr�le (Le mot contr�le peut avoir plusieurs sens. Il peut �tre employ� comme synonyme d'examen, de v�rification et de ma�trise.) des ph�nom�nes g�ologiques comme les tremblements de Terre ou le volcanisme. Elle influence aussi le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne l'étude du...) de notre plan�te et a jou� un r�le essentiel dans l'apparition de la vie (La vie est le nom donné :).
Comment ce d�coupage s'est-il produit ? Les premi�res preuves de d�formation de la lithosph�re datent de 4 milliards d'ann�es, mais l'individualisation compl�te des plaques et le d�marrage de la tectonique (La tectonique (du grec � τ?κτων � ou � tekt?n � signifiant batisseur, charpentier) est l'�tude des structures g�ologiques d'�chelle kilom�trique et plus (cha�nes de montagnes, bassins s�dimentaires,...) sous sa forme actuelle sont sans doute advenus un milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent...) d'ann�es plus tard. C'est la dur�e qu'il a fallu pour que se cr�ent et se connectent des zones de faiblesse dans la lithosph�re, d�limitant les plaques, d'apr�s un mod�le que viennent de proposer deux g�ophysiciens: Yanick Ricard du Laboratoire de g�ologie de Lyon (CNRS/Universit� Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon) et son coll�gue David Bercovici (Universit� de Yale, Etats-Unis).
Leur mod�le permet � la lithosph�re de se diviser naturellement en plaques tectoniques rigides dont les fronti�res sont tr�s d�formables (sur cette figure les zones de fronti�res de plaques, en jaune-rouge sont 100 fois moins visqueuses que les int�rieurs des plaques en bleu). Cette simulation pr�sente une configuration tr�s proche de celle de la plaque actuelle Pacifique, bord�e au nord et � l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) par des micros plaques plus ou moins individualis�es (plaque Philippine, arcs des Al�outiennes et des Kouriles), cons�quences du changement de direction de la plaque Pacifique il y a 47 millions d'ann�es et de la m�moire (D'une mani�re g�n�rale, la m�moire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) des d�formations anciennes imprim�e dans les min�raux de la lithosph�re.
� Yanick Ricard et David Bercovici
Ce mod�le consid�re que la lithosph�re est un milieu form� de deux types de grains, qui refl�te la composition min�ralogique de la p�ridotite, principale roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé...) des plaques lithosph�riques. Il prend en compte les forces exerc�es sur les roches par l'asth�nosph�re sous-jacente, et int�gre des donn�es (Dans les technologies de l'information (TI), une donn�e est une description �l�mentaire, souvent cod�e, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un �v�nement, etc.) exp�rimentales sur les propri�t�s des roches et leur d�formation.
Selon ce mod�le, la lithosph�re se fragilise par interaction (Une interaction est un �change d'information, d'affects ou d'�nergie entre deux agents au sein d'un syst�me. C'est une action r�ciproque qui suppose l'entr�e en contact de sujets.) avec la convection (La convection est un mode de transfert de chaleur o� celle-ci est advect�e (transport�e-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un...) du manteau, c'est-�-dire les mouvements tr�s lents des roches constituant l'asth�nosph�re (2). Les mouvements descendants de l'asth�nosph�re �tirent les roches de la lithosph�re sus-jacente. Sous l'effet de cette d�formation, la taille des grains composant les min�raux des roches diminue... ce qui rend ces grains encore plus d�formables. Ainsi nait une zone de fragilit� (La fragilité est l'état d'une substance qui se fracture lorsqu'on lui impose des contraintes mécaniques ou qu'on lui fait subir des déformations brutales...). Les mouvements de convection se d�placent dans le manteau au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), cr�ant de nouvelles zones de faiblesse. Cependant, les zones fragilis�es qui ne sont plus soumises � d�formation ont tendance � "cicatriser", car les min�raux grossissent lorsque la d�formation cesse.
D'apr�s ce mod�le, en raison de la temp�rature (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante,...) mod�r�e de la Terre et de la pr�sence de min�raux diff�rents, qui g�nent mutuellement leur croissance, la "cicatrisation" de la lithosph�re prend bien plus de temps (1 milliard d'ann�es) que sa fragilisation (10 millions d'ann�es). Ainsi, les changements de la convection mantellique ont �t� assez lents pour endommager localement la lithosph�re, mais assez rapides pour qu'elle ne puisse cicatriser compl�tement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...), accumulant ainsi assez de zones de faiblesse pour se d�couper en plaques.
Dans ce mod�le, la lithosph�re terrestre accumule assez d'endommagements pour se diviser en plaques tectoniques au bout d'un temps de l'ordre du milliard d'ann�es, ce qui est compatible avec l'histoire g�ologique.
Les chercheurs expliquent aussi pourquoi V�nus, qui a pourtant une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...), une taille et une composition similaires � celles de la Terre, n'a jamais eu de tectonique des plaques. Suivant leur mod�le, sa lithosph�re, tr�s chaude du fait d'un effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres étoiles (dans le cas...) extr�me, cicatrise trop vite (en dix millions d'ann�es) pour pouvoir se diviser en plaques tectoniques.
(1) La lithosph�re est l'enveloppe rocheuse rigide qui forme la surface de la Terre: elle est compos�e de la cro�te terrestre (La cro�te terrestre est la partie superficielle et solide du mat�riau dont est faite la Terre. C'est la partie sup�rieure de la lithosph�re (qui constitue les plaques...) et de la partie sup�rieure du manteau.
(2) Ces mouvements se produisent sous l'effet de diff�rences de temp�rature (les roches les plus profondes, plus chaudes, ont tendance � s'�lever, alors que les roches refroidies au contact de la lithosph�re sont anim�es de mouvements descendants).
Source: CNRS
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