Nature géologie

Un géo-physicien lyonnais publié dans Nature

Nicolas Coltice, géophysicien au laboratoire de géologie de Lyon, en collaboration avec deux chercheurs de l’université de Sydney, a construit un modèle dynamique qui permet de décrire la formation des premiers continents et le démarrage de la tectonique des plaques. La prestigieuse revue anglaise Nature publie leurs travaux ce jeudi 18 septembre.

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C'est l'histoire de Scrat, le petit écureuil préhistorique obsédé par sa quête éternelle du gland suprême. En allant le chercher au centre de la Terre, le héros du film d'animation L'Âge de glace 4 provoque la dislocation des plaques tectoniques et la dérive des continents. C'était en 2012. Ou comment l'humour résume un processus de plusieurs centaines de millions d'années.

Cent ans plus tôt, l'astronome et météorologue allemand Alfred Wegener théorisait la dérive des continents. C'est lui, le premier, qui émettait l'hypothèse que les continents bougeaient les uns par rapport aux autres – continents qui, à l'origine, ne formaient qu'un seul et même supercontinent, la Pangée (au XVIe siècle, le cartographe néerlandais Abraham Ortelius, auteur des toutes premières cartes du monde, avait déjà remarqué une symétrie entres les côtes atlantiques de l'Afrique et de l'Amérique du Sud). Bref, les "blocs" s'emboîtaient comme les pièces d'un puzzle. On touchait du doigt l'une des plus grandes découvertes de la géologie.

La Terre, unique planète du système solaire à avoir des continents

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©Eric Le Roux/ Université Claude Bernard Lyon 1

Aujourd'hui, les géologues ont substitué à cette théorie de la dérive des continents celle de la tectonique des plaques. Tecto quoi ? L'écorce terrestre n'est pas "homogène", elle est constituée de plaques qui "flottent" à la surface et qui "dérivent" en se "frottant" les unes contre les autres. Selon leurs déplacements, elles modifient le relief. Ce mouvement de la tectonique des plaques donne lieu à la dérive des continents (la Terre est l'unique planète du système solaire connue à avoir des continents mobiles).

L'une des questions en suspens, qui intriguait beaucoup les scientifiques, était de décrire la formation des premiers continents. C'est désormais chose faite grâce aux investigations de Nicolas Coltice, chercheur du laboratoire de géologie de Lyon (Lyon 1/CNRS/ENS) et de deux scientifiques de l'université de Sydney, en Australie.

Lyon, en pointe sur la géologie

L'équipe a récemment construit un modèle dynamique qui permet précisément de décrire la formation des premiers continents et son corollaire, le démarrage de la tectonique des plaques.

Leurs travaux – tenus par la communauté scientifique pour une avancée conceptuelle fondamentale – font d'ailleurs l'objet d'une publication dans la prestigieuse revue britannique Nature.

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Explications de Nicolas Coltice : "Il y a 2,5 à 4,1 milliards d'années, la Terre était plus chaude qu'aujourd'hui. Dans le même temps, la croûte des fonds océaniques était 2 à 3 fois plus épaisse". Or, explique le chercheur lyonnais, "cette croûte étant plus légère que le manteau des 100 premiers kilomètres, elle aurait empêché les plaques de plonger dans les profondeurs de la planète, comme cela se passe aujourd'hui (sous le Japon ou les Andes)".

Et d'en arriver à la compréhension du processus de formation des continents : "Ces plateaux volcaniques s'étalent donc sous la surface. À la manière d'un nuage de fumée atteignant un plafond, mais beaucoup plus lentement. En s’étalant pendant des dizaines de millions d’années, ils chevauchent les roches adjacentes qui, par conséquent, s’enfoncent dans le manteau. (…) Pendant que le continent s’étale, les roches sous-jacentes remontent et commencent à fondre par décompression (…). Lorsque le phénomène s’arrête, le plateau volcanique a changé de visage et s’est transformé peu à peu en continent."

Les continents, “mémoires insubmersibles” du globe

Jusqu'à présent, ces deux questions – le démarrage de la tectonique des plaques et la formation des premiers continents – étaient traitées séparément dans les recherches scientifiques. "Tout ce qui s'est passé dans les premières centaines de millions d'années a été très important dans la mise en place de notre environnement actuel, explique Nicolas Coltice. Les continents sont un ingrédient important dans l'apparition de la vie sur Terre."

Les travaux de l'équipe lyonno-australienne proposent donc un nouveau cadre aux reconstitutions de l'environnement primitif de la Terre. Or, mieux comprendre ce très long processus (à l'échelle des temps géologiques) de formation des continents, véritables "mémoires insubmersibles" du globe, c'est aussi en apprendre plus sur nous.

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