La topographie, les flux de chaleur et les sédiments marins Exercice de connaissances

L'étude de la topographie océanique, de la géothermie et des sédiments marins ont permis aux géologues de soutenir la théorie de l'expansion océanique.

Dans les années 1960, les études océaniques révèlent une topographie des fonds océaniques que les connaissances de l'époque ne peuvent expliquer. On découvre ainsi l'existence d'une chaîne de montagnes sous-marines large de 2 000 à 3 000 km, les dorsales océaniques dont la longueur totale est d'environ 60 000 km. Les dorsales sont entourées de plaines abyssales très peu accidentées et d'une profondeur d'environ 5 000 m. La bordure immergée des continents forme un plateau continental qui, à partir de 200 m de profondeur, se poursuit par le talus continental. Cette zone d'une pente de l'ordre de 7% est une transition entre le plateau continental et la plaine abyssale. Cette étude révèle aussi l'existence de fosses océaniques allant jusqu'à 11 000 m.

En 1952, les mesures du flux thermique, c'est-à-dire la quantité de chaleur d'origine interne évacuée par unité de surface et par unité de temps, conduisent à des conclusions intéressantes. Le flux de chaleur moyen ne présente pas de différence visible entre continents et océans. Le flux géothermique au niveau des dorsales est très élevé. Ces données suggèrent l'existence d'inégalités thermiques au sein du manteau terrestre qui attribuent un grand rôle à la convection dans le manteau supérieur.

Le géologue américain Hess propose une hypothèse pour expliquer ces observations. Selon lui, le manteau terrestre serait animé par des courants de convection : des courants ascendants au niveau des dorsales seraient à l'origine de la formation de la croûte océanique et des courants descendants au niveau des fosses provoquant une disparition de cette croûte. Ainsi, de part et d'autre de chaque dorsale, la croûte océanique serait en permanence recyclée et se comporterait comme un "double tapis roulant".

À partir des années 60, le forage systématique des fonds marins montre que plus on s'éloigne de la dorsale, plus les sédiments sont épais et plus les couches en contact avec le basalte sont anciennes. Par exemple dans l'Atlantique Nord, le plancher le plus ancien est à la marge continentale américaine ou européenne. En se rapprochant de la dorsale, les basaltes sont de plus en plus récents. Quant à la couverture sédimentaire, son épaisseur diminue du bord de l'océan vers son centre pour devenir quasiment nulle à la dorsale. L'étude des sédiments confirme la jeunesse des océans et valide la théorie de l'expansion du domaine océanique.