De la dérive des continents à l'expansion océanique

L’hypothèse de l’expansion océanique

La croûte océanique est essentiellement composée de basaltes et de gabbros qui sont des roches magmatiques.
Dans les années 1960, les études montrent la présence d’un relief au fond des océans. Des cartes sont alors créées, qui montrent la présence de dorsales et de fosses océaniques.
Les dorsales sont comme des « montagnes sous-marines », elles représentent un relief positif sous les océans.
Les fosses océaniques sont des dépressions abyssales et représentent un relief négatif.
À la même période, des relevés des flux géothermiques vont mettre en évidence la corrélation de ces derniers avec la localisation des dorsales océaniques.
Ces observations ont mis en évidence que les flux géothermiques sont plus élevés au niveau des dorsales. Cela signifie qu'une forte quantité d'énergie thermique est dissipée au niveau des dorsales.
En 1962, la théorie du géologue Harry Hess, dit que la croûte océanique se crée au niveau des dorsales.
Elle va ensuite se déplacer de part et d’autre de la dorsale et finir par s’enfoncer dans le manteau au niveau des fosses océaniques.

Le plancher océanique se forme au niveau des dorsales

Le champ magnétique de la Terre provient du noyau liquide, il en résulte un champ de forces magnétiques représenté par des lignes sur lesquelles l’aiguille d’une boussole s’aligne.
Ce champ de forces magnétiques est caractérisé par deux pôles magnétiques : le nord magnétique est proche du nord géographique et le sud magnétique est proche du sud géographique.
Cependant, on sait qu’à l’échelle des temps géologiques, il y a eu des inversions du champ magnétique, c'est-à-dire que le nord magnétique s’est retrouvé au niveau du sud géographique. On parle alors d’anomalie du champ magnétique.
Les roches magmatiques contiennent des minéraux qui acquièrent une aimantation.
Les roches magmatiques se forment par refroidissement du magma. L’aimantation est possible lorsque la roche refroidit et atteint une certaine température dite de Curie (585°C).
Pour calculer la vitesse de déplacement de la croûte océanique, on s’appuie sur les données suivantes. On sait que :

L’acquisition de l’aimantation a lieu au niveau de la dorsale car c’est là qu’il y a production de la croûte océanique.
Avec l’expansion océanique de part et d’autre de la dorsale, la croûte conserve son aimantation.
En corrélant ces anomalies avec les inversions du champ magnétique, on peut conclure que la croûte océanique est d’autant plus âgée qu’elle est éloignée de la dorsale.

Illustration de l’expansion océanique

L’étude des séismes au niveau des fosses océaniques permet d’affirmer que la croûte océanique retourne dans le manteau au niveau des fosses abyssales.
Les séismes violents sont enregistrés uniquement au bord des continents, au niveau des fosses océaniques.
Plus les séismes sont profonds, plus ils sont distants de la fosse océanique. Cela montre que les foyers des séismes sont répartis sur un plan incliné, appelé plan de Wadati-Benioff.
À la profondeur à laquelle les séismes sont enregistrés, le matériau, plus malléable, ne devrait pas pouvoir se rompre. Cela suggère qu’un matériau rigide s’enfonce dans le manteau en suivant la trajectoire du plan de Wadati-Benioff.

La lithosphère océanique plonge dans le manteau est appelée asthénosphère au niveau des fosses océaniques. C’est le phénomène de subduction.

Illustration du phénomène de subduction