La dérive des contients

La dérive des continents d'Alfred Wegener

1912-1915

Astronome et climatologue allemand, il est connu en 1912 pour sa théorie de la « dérive des continents » qui fut vivement controversée. Selon cette hypothèse, les continents se déplacent à la surface de la Terre sans cesse au cours des temps géologiques. Il n'est pas le premier à supposer un mouvement horizontal des continents : Owen (1857), Snider-Pellegrini (1858), Fisher (1882), Pickering (1907), Baker (1912) et surtout Taylor (1910) ont émis avant lui des idées mobilistes mais le titre de « père de la dérive » lui revient indiscutablement car il est le premier à étayer son hypothèse par un nombre considérable de « preuves » émanant de sources très diverses pour en faire une théorie scientifique cohérente. Elle permettra à l'émergence de la théorie de la « tectonique des plaques » dans les années 1960.« Nous devons toujours être préparés à la possibilité que chaque nouvelle découverte, quelle que soit la science fournie, puisse modifier les conclusions que nous tirons. » Alfred WEGENER

Le but est de comprendre sur quoi la théorie d'Alfred Wegener repose et de comprendre pourquoi sa théorie a été vivement critiquée à l'époque.

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La dérive des continents d'Alfred Wegener

1912-1915

Découvertes antérieures

Arguments de Wegener

Arguments de Jeffreys

Chronologie des découvertes antérieures

1570

Abraham Ortelius

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1570-1900

1858

Antonio Snider-Pellegrini

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1900

Edward Suess

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Argument 1

La Pangée de Wegener

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(1er novembre 1880, Berlin – novembre 1930, Groenland)Fils de pasteur protestant, il fait ses études aux universités d’Heidelberg, d’Innsbruck et de Berlin et obtient un doctorat en astronomie. En même temps, il est fasciné par une nouvelle science, la météorologie et devient professeur-assistant de météorologie à l’université de Marburg puis directeur du département des Recherches Météorologiques de l’observatoire de la Marine de Hambourg. Il réunit de nombreux arguments géologiques et paléontologiques et c’est en 1915 qu’il publie sa théorie de la dérive des continents qui rencontre beaucoup d’opposition (après un premier exposé oral sur « les translations horizontales des continents » lors d'une conférence faite le 6 janvier 1912 à la Société de Géologie de Francfort). On parle pour la première fois d'une Terre avec une surface mobile et les personnes en faveur cette théorie peuvent être appelés des mobilistes.

La dérive des continents d'Alfred Wegener

Les arguments d'Alfred Wegener

Argument 2

Les études de fossiles

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Argument 3

Les données géologiques

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Argument 4

Les données climatiques

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Tester le puzzle des continents après avoir vu tous les arguements de Wegener

Puzzle des continents

Déplacer les morceaux de continents pour reformer la Pangée de Wegener.

Légendes : Cratons Dépôts glacières Cynognathus Glossopteris Mesosaurus Lystrosaurus Évaporite Moraine glaciaire Sens d'écoulement de glaces Direction des structures géologiques

Argument 1

Une imprécision des côtes continentales

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(22 avril 1891-18 mars 1989)Il naît à Fatfield, dans le comté de Durham en Angleterre. Il devient un mathématicien et un statisticien, mais surtout un géophysicien et un astronome britannique de grande renommée. Il pensait comme beaucoup de scientifiques à l'époque que la Terre était immobile à sa surface (on parle de fixistes). Ainsi les continents ne se déplacent pas et sont issus du craquellement de la Terre. Effectivement, on pensait à cette époque que la Terre à sa formation s'était refroidie et avait craquelé. Les bosses formées étaient les continents et les creux formés (qui se sont remplis d'eau) étaient les océans. Il sera l'un des plus farouches opposant à Wegener et responsable de l'abandon de la théorie de Wegener en 1930.

La dérive des continents d'Alfred Wegener

Les arguments d'Harold Jeffreys

Argument 2

Des ponts continentaux

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Argument 3

Contraction thermique

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Argument 4

Un problème de forces

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Une imprécision des côtes continentales

Argument 1

Un des contre-arguments à la théorie de Wegener était que les côtes n'étaient pas aussi bien découpées que Wegener le présentait. Ainsi les continents ne pouvaient pas bien « s'emboîter » ! Et cela crée dans la représentation des zones de chevauchement par exemple entre l'Afrique et l'Amérique du Sud.

Antonio Snider-Pellegrini

1858

En 1858, le géographe français, Antonio Snider-Pellegrini réalise une première carte des continents Américains et Africains assemblés puis séparés (voir représention d'Antonio Snider-Pellegrini).

Les données géologiques

Argument 3

Un craton est un ensemble de roches possèdant le même âge géologique sur des zones continentales très stables. On parle aussi de bouclier. Ces roches sont donc mises en place d'un seul tenant pour former cet ensemble. Wegener a pu remarquer que les boucliers africains et américians, qui ont le même âge, se sont mis en place alors que les deux continents étaient éttachés l'un à l'autre.

Carte des concordances géologiques entre l'Afrique et l'Amérique du Sud (Alexandre Du Toit 1927, partisan de Wegener)

Edward Suess

1900

Le géologue Edward Suess en 1900 appuya la thèse de Snider-Pellegrini grâce à l'observation de fossiles de fougère de la même espèce. Il a découvert cette même fougère en Afrique et en Amérique du Sud qui sont deux continents aujourd'hui séparés par l'Atlantique. Il nomme cet agrégat de continent le Gondwana.

Des ponts continentaux

Argument 2

Pour expliquer l'existence des fossiles animaux (par exemple) entre deux continents éloignés, Hermann von Ihering, paléontologue et zoologue allemand, proposa en 1907 une autre explication que celle de Wegener : l’existence de ponts continentaux, disparus depuis, notamment entre l’Afrique et l’Amérique du Sud. Ces ponts faits de glace ont permis aux animaux de se déplacer ou aux végétaux de se disperser via leurs spores.

Carte des ponts continentaux de glaces (d'après les données de Ihering)

Contraction thermique

Argument 3

Au début du XXe siècle, les géologues pensent que la surface de la Terre est formée d’une croûte terrestre homogène et solide. Pour expliquer les reliefs, ils proposent que cette surface soit animée de mouvements verticaux et horizontaux aléatoires qui sont dus à la contraction thermique de la Terre. Les mouvements verticaux conduisent à la formation des chaînes de montagnes ou à l’effondrement de ponts continentaux qui donnent naissance aux océans : voir le schéma ci-dessous.

Schéma de la théorie de la contraction thermique

Cette théorie est basée sur diverses observations. Eduard Suess, géologue autrichien (1831-1914), avait remarqué des similitudes entre les espèces fossiles trouvées sur différents continents. Il postule qu’il existait un unique continent, le Gondwana. Puis, les parties centrales de ce continent (ponts continentaux) se sont effondrées conduisant à la formation des océans et des mers intérieures.De même, Marcel Bertrand explique la continuité des chaînes de montagnes entre les continents américains et européens par un effondrement qui aurait eu lieu au centre d’un continent unique. De plus, on rétorquait à Wegener qu'il ne savait pas ce qu'il se passe au fond des océans.

Les données climatiques

Argument 4

Les moraines glaciaires sont des roches ayant été transportées par un glacier. En effet, les glaciers ont l'air immobiles et pourtant, ils sont en mouvement constant de quelques centimètres par an. Ce mouvement est appelé « sens d'écoulement du glacier ». Pendant son déplacement, le glacier transporte avec lui les moraines sur lesquelles on peut voir des stries (dues à leur frottement contre le sol). C'est grâce à ces roches qu'on peut reconstituer l'emplacement d'un glacier qui était en place il y a 250 Ma. Ainsi pour Wegener, la répartition sur la Pangée montre que le pôle Sud était recouvert d'une calotte glaciaire et que l'écoulement de la glace se faisait en périphérie de la calotte, comme il se doit.

Carte de la répartition des dépôt glaciaires avec le sens d'écoulement des glaces (d'après la solution de Wegener)

La Pangée de Wegener

Argument 1

À l'image d'un glaçon qui flotte à la surface de l'eau, Wegener imagine que les continents, appelés SIAL (plus « légers » car constitués de silicates [SI] et d'aluminium [Al]) reposent sur une couche moins légère appelée SIMA (car constituée de silicates [SI] et de magnésium [MA]). Grâce à des forces, ces continents « légers » se déplacent sur cette couche appelée SIMA. Ainsi, il a émis l'hypothèse qu'avant les continents étaient tous réunis en une « Pangée » (un super-continent), il y a 200 millions d'années et qui s'est disloquée pour former les continents actuels. Son hypothèse est basée notamment sur un « emboîtement » des continents comme les pièces d'un puzzle.

Abraham Ortelius

1570

Abraham Ortelius, un cartographe néerlandais du XVIe siècle (1570), est le premier à proposer que des inondations et des tremblements de terre auraient « arraché » les amériques de l'Europe et de l'Afrique.

Des études de fossiles

Argument 2

Wegener avait aussi remarqué (grâce à des travaux antérieurs) qu'on retrouve, de part et d'autre de l'Atlantique, sur les continents actuels, les fossiles de plantes et d'animaux terrestres identiques datant de -240 à -260 Ma. Il s'est demandé comment des organismes terrestres n'ayant pas la capacité de traverser un si large océan ont-ils pu coloniser des aires continentales si éloignées les unes des autres : pour lui les continents étaient réunis présentant ainsi des aires de répartition cohérentes.

Carte des preuves fossilifères (Source : Osvaldocangaspadilla)

Un problème de forces

Argument 4

Pour Jeffreys, il y avait un problème de taille dans la théorie de Wegener : « Il n'y a pas la moindre raison de croire que les déplacements des continents à travers les couches solides soient possibles. [...] Une dérive des continents, telle qu'elle a pu être soutenue par Alfred Wegener et d'autres, est hors de questions. »Pour que les continents dérivent, il faudrait une force considérable. Wegener n'a aucune idée de l'origine de la force responsable de la dérive des continents. Il suppose que la dérive est due à la force de Coriolis (liée à la rotation de la Terre). Wegener explique que si le SIMA est visqueux alors une petite force appliquée pendant des milliers d'années pourrait déplacer un continent. Harold Jeffreys (physicien) démontrera que les calculs de Wegener sont faux.Mais on sait, grâce aux données sismiques de l'époque, que l'ensemble du globe est solide, sauf le noyau externe très profond. Donc les continents ne peuvent « flotter » et dériver. Ainsi les idées de Wegener se heurtent au constat d’un état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi. L’idée de mobilité horizontale est rejetée par l’ensemble de la communauté scientifique.