Vu dans FUTURA: passionnant! Expansion océanique : qu’est-ce que c’est ?
L’expansion océanique décrit la façon dont se crée la nouvelle croûte océanique au niveau des dorsales. Ce mécanisme est intimement lié à la tectonique des plaques.
L’idée que les fonds océaniques ne sont pas fixes mais que du nouveau matériel s’accrète en continue à leur limite a été pour la première fois formulée par Arthur Holmes en 1928. En l’absence d’observation, cette hypothèse pourtant juste ne sera cependant pas reprise avant les années 1960 avec la mise en évidence de l’existence des dorsales médio-océaniques.
L’hypothèse du tapis roulant
C’est Harry Hammond Hess qui, en 1962, formule clairement la théorie de l’expansion des fonds océaniques, en se basant sur trois grandes observations.
- Premièrement, les grandes fosses océaniques bordant les arcs insulaires sont associées à une importante anomalie négative de pesanteur, qu’il interprète comme le témoin de l’existence d’une « branche descendante » d’un courant de convection au sein du manteau terrestre. Nous savons aujourd’hui qu’il s’agit des zones de subduction.
- Deuxièmement, il note que les différentes campagnes de dragage du fond océanique n’ont jamais remonté des roches ou des sédiments plus vieux que 200 millions d’années, ce qui est particulièrement intriguant, sachant que des roches de plusieurs milliards d’années existent sur les continents.
- Troisièmement, il associe les dorsales océaniques, ces grandes rides qui parsèment le centre de tous les océans du globe, à la manifestation d’un courant ascendant qui permet de faire remonter du matériel mantellique dans ces zones.
ÂGE DES FONDS OCÉANIQUES (ROUGE = JEUNE, BLEU = VIEUX). © NOAA, DOMAINE PUBLIC
Harry Hess formule ainsi le principe même de l’expansion océanique qui s’apparente à l’image d’un tapis roulant : d’un côté, il y a création de croûte (au niveau des dorsales) et de l’autre, recyclage de cette même croûte lorsqu’elle atteint un âge maximum de 200 millions d’années (au niveau des zones de subduction). D’après les rares données de stratigraphie océanique disponibles à l’époque, il estime à environ 1 cm/an la vitesse du plancher océanique. C’est 10 fois moins que ce que Wegener, le « père » de la tectonique des plaques, avait proposé.
Hess ne s’arrête pas là dans sa révision de la tectonique des plaques. Il affirme que les continents sont « fixés » à ce tapis roulant et donc entraîné passivement par le mouvement de la croûte océanique, mais que leur faible densité les empêche de plonger au niveau des fosses de subduction où ils vont plutôt s’accréter pour former des chaînes de montagnes. La théorie moderne du cycle tectonique est établie. Elle implique notamment que la croûte continentale est pérenne dans le temps alors que la croûte océanique subit un perpétuel recyclage.
C’est Robert Dietz qui va venir compléter ce tableau en introduisant le terme de « seafloor spreading » (expansion océanique) et qui va proposer que la dérive n’implique pas seulement la croûte océanique mais également la couche supérieure du manteau. Il définit ainsi le terme de lithosphère océanique.
L’apport des nouvelles données et surtout l’interprétation des anomalies magnétiques
Cette nouvelle théorie a cependant du mal à s’implanter au sein de la communauté des géologues. Elle a pourtant de formidables implications et permet notamment d’expliquer diverses observations, comme l’alignement de certaines îles volcaniques et la décroissance de leur âge en approchant de la dorsale.
Une observation va cependant venir appuyer définitivement la théorie d’une expansion océanique continue. C’est l’interprétation des linéations magnétiques qui sont imprimées dans la croûte océanique. Pour Frederick John Vine et Drummond Hoyle Matthews, ces linéations magnétiques, qui s’organisent parallèlement à la dorsale, sont les témoins des multiples inversions du champ magnétique terrestre.
Deux observations majeures vont venir en support de la théorie de Hess : le fait que ces anomalies soient symétriques de part et d’autre de la dorsale et que leur âge soit croissant de la dorsale vers les fosses de subduction. Ce nouveau type de données va d’ailleurs être particulièrement utile puisqu’il va permettre de calculer avec précision la vitesse d’expansion des différents océans et révéler des variations notables qui soulèvent de nouvelles questions sur les mécanismes d’accrétion mis en œuvre au niveau des dorsales.
gravité et du flux thermique. La sismicité enregistrée au niveau des dorsales et des fosses océaniques indique qu’il s’agit de zones actives où des mouvements ont lieu, l’observation du volcanisme au niveau des dorsales explique la création de la croûte océanique…