Le dessous des cartes Tectonique des plaques
Comment ce découpage s’est-il produit ? Les premières preuves de déformation de la lithosphère datent de 4 milliards d’années, mais l’individualisation complète des plaques et le démarrage de la tectonique sous sa forme actuelle sont sans doute advenus un milliard d’années plus tard. C’est la durée qu’il a fallu pour que se créent et se connectent des zones de faiblesse dans la lithosphère, délimitant les plaques, d’après un modèle que viennent de proposer deux géophysiciens : Yanick Ricard du Laboratoire de géologie de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon) et son collègue David Bercovici (Université de Yale, Etats-Unis).
Ce modèle considère que la lithosphère est un milieu formé de deux types de grains, qui reflète la composition minéralogique de la péridotite, principale roche des plaques lithosphériques. Il prend en compte les forces exercées sur les roches par l’asthénosphère sous-jacente, et intègre des données expérimentales sur les propriétés des roches et leur déformation.
Selon ce modèle, la lithosphère se fragilise par interaction avec la convection du manteau, c’est-à-dire les mouvements très lents des roches constituant l’asthénosphère. Les mouvements descendants de l’asthénosphère étirent les roches de la lithosphère sus-jacente. Sous l’effet de cette déformation, la taille des grains composant les minéraux des roches diminue… ce qui rend ces grains encore plus déformables. Ainsi nait une zone de fragilité. Les mouvements de convection se déplacent dans le manteau au cours du temps, créant de nouvelles zones de faiblesse. Cependant, les zones fragilisées qui ne sont plus soumises à déformation ont tendance à « cicatriser », car les minéraux grossissent lorsque la déformation cesse.
D’après ce modèle, en raison de la température modérée de la Terre et de la présence de minéraux différents, qui gênent mutuellement leur croissance, la «cicatrisation » de la lithosphère prend bien plus de temps (1 milliard d’années) que sa fragilisation (10 millions d’années). Ainsi, les changements de la convection mantellique ont été assez lents pour endommager localement la lithosphère, mais assez rapides pour qu’elle ne puisse cicatriser complètement, accumulant ainsi assez de zones de faiblesse pour se découper en plaques.
Dans ce modèle, la lithosphère terrestre accumule assez d’endommagements pour se diviser en plaques tectoniques au bout d’un temps de l’ordre du milliard d’années, ce qui est compatible avec l’histoire géologique.
Les chercheurs expliquent aussi pourquoi Vénus, qui a pourtant une masse, une taille et une composition similaires à celles de la Terre, n’a jamais eu de tectonique des plaques. Suivant leur modèle, sa lithosphère, très chaude du fait d’un effet de serre extrême, cicatrise trop vite (en dix millions d’années) pour pouvoir se diviser en plaques tectoniques.
Source(s):
Plate tectonics, damage and inheritance. David Bercovici & Yanick Ricard. Nature, Publié en ligne le 6 avril 2014. DOI: 10.1038/nature13072
- Contact(s):
- Yanick RICARD, Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (ENS, CNRS-INSU, Lyon 1)
ricard@ens-lyon.fr, 04 72 44 84 13 - 06 30 99 97 36
- Yanick RICARD, Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (ENS, CNRS-INSU, Lyon 1)
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