Les différentes plaques tectoniques bougent les unes par rapport aux autres à la surface du globe. © Yarr65, Adobe Stock
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À quelle vitesse se déplacent les continents ?

Question/RéponseClassé sous :Terre , plaque tectonique , tectonique des plaques
 

Nous n'en avons pas conscience mais les plaques tectoniques bougent lentement sous nos pieds, à la vitesse de quelques centimètres par an, mus par les grands processus tectoniques et convectifs.

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La croûte terrestre se découpe en 12 plaques tectoniques principales, qui sont, par ordre de taille : les plaques Pacifique, Eurasie, Afrique, Antarctique, Inde-Australie, Amérique du Nord, Amérique du Sud, Nazca, Philippine, Arabie, Coco et Caraïbe. Les plaques tectoniques peuvent regrouper de la croûte continentale et de la croûte océanique. Il s'agit d'entités tectoniques. Leurs limites sont caractérisées par un mouvement différentiel qui engendre une forte activité sismique et magmatique. Les dorsales sont donc naturellement des limites de plaques tectoniques, de même que les zones de subduction.

Les principales plaques tectoniques. © kolonko, Adobe Stock

Un mouvement relatif

Les plaques sont définies en fonction de leurs mouvements relatifs les unes par rapport aux autres. Au premier ordre, chaque plaque bouge donc comme une entité tectonique, même si certaines peuvent être subdivisées en plusieurs plaques si l'on tient compte de mouvements relatifs de second ordre. C'est le cas de la plaque Inde-Australie qui peut être divisée en deux sous-plaques : la plaque indienne et la plaque australienne, du fait de petits mouvements différentiels. La plaque Somalie peut ainsi également être différenciée de la plaque Afrique.

Comme la Terre est une sphère, tout mouvement en un point entraîne nécessairement un mouvement global. Rien n'est fixe à la surface du globe. Chaque plaque tectonique bouge ainsi avec une certaine vitesse et dans une certaine direction, sous le moteur de la tectonique des plaques. Le mouvement des continents est donc intimement lié aux grands processus tectoniques comme les zones de subduction qui entraînent un mouvement de convergence, et le processus d'accrétion océanique encore appelé expansion océanique, qui engendre, quant à lui, un mouvement de divergence. Le tout est régi par le mécanisme de la convection mantellique qui siège en profondeur sous l'écorce terrestre.

Des vitesses de 1 à 10 cm/an

Comme toutes les plaques sont en mouvement à la surface du globe, les vitesses des différentes plaques tectoniques doivent être données par rapport à un point de référence. Les scientifiques peuvent ainsi considérer une plaque comme fixe et donner le mouvement relatif des autres plaques par rapport à celle-ci. On peut également considérer le mouvement des plaques par rapport à certains points chauds, qui sont des structures magmatiques relativement fixes au cours des temps géologiques. Pour harmoniser la communication scientifique, il existe cependant un système de référence appelé « no-net-rotation » dans lequel la moyenne des mouvements est nulle. C'est un peu comme si l'on considérait le mouvement des plaques par rapport au centre de la Terre, ou par rapport aux points chauds fixes. Dans ce référentiel, les plaques continentales se déplacent globalement à des vitesses allant de 1 à 10 cm/an. Les plaques les plus « rapides » sont les plaques Pacifique (10 cm/an vers le nord-ouest), la plaque Philippine (8 cm/an vers l'ouest), les plaques Inde-Australie et Nazca (7 cm/an vers le nord et vers l'est, respectivement) et la plaque Coco (5 cm/an vers le nord-est). Les autres plaques ont une vitesse inférieure à 3 cm/an.

Animation montrant l’évolution tectonique des plaques de la Terre depuis l’époque de la Pangée, il y a 240 millions d’années. © C. Scotese, Paleomap Project, YouTube

Des témoins du mouvement des plaques

Si ces vitesses paraissent faibles, à l'échelle des temps géologiques elles entraînent l'éclatement et le regroupement des supercontinents. Les vitesses des plaques sont donc variables dans le temps et peuvent connaître des accélérations comme des ralentissements. De même, la direction du mouvement d'une plaque peut se modifier brusquement sous l'effet de réorganisations globales des plaques ou de l'initiation d'une subduction par exemple. Ces changements d'orientation sont visibles par exemple dans le tracé des îles volcaniques des points chauds. Les meilleurs témoins du mouvement des plaques et de leurs vitesses passées sont cependant les anomalies magnétiques, enregistrées au fur et à mesure de la formation du plancher océanique. Les roches volcaniques de la croûte océanique, en enregistrant la direction du champ magnétique ambiant lors de leur cristallisation, donnent des indications précieuses sur les vitesses d'expansion océaniques du passé.

Carte des anomalies magnétiques dans l’Atlantique nord. On voit nettement les linéations magnétiques de part et d’autre de la dorsale, en blanc. En noir, les lignes de côtes. © World Digital Magnetic Anomaly Map.

Il faut cependant introduire plus de complexité, car lorsqu'on regarde une carte représentant le mouvement des plaques tectoniques, on se rend compte que la vitesse et l'orientation du mouvement ne sont pas uniformes en chaque point d'une plaque. Chaque entité tectonique semble ainsi tourner autour d'un point. Pour comprendre cela, il faut revenir au fait que la Terre est une sphère et que tout déplacement à la surface d'une sphère s'apparente à une rotation autour d'un axe vertical. La vitesse d'un point d'une plaque est donc dépendante de sa distance à l'axe de rotation de cette plaque en particulier : plus le point est éloigné, plus la vitesse est grande. À l'inverse, plus le point est proche de l'axe de rotation, plus sa vitesse est faible, jusqu'à être nulle au niveau de l'axe.

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