La théorie de la tectonique des plaques est l'héritière de la théorie de la dérive des continents émise en 1912. Selon cette théorie, les masses continentales se déplacent, se séparent, se heurtent et fusionnent. Les océans sont des structures géologiques temporaires qui naissent, s'étendent, se referment et disparaissent.
Quels indices peuvent être trouvés de ce phénomène d'expansion océanique ? L'étude des documents suivants doit permettre d'en mettre quelques-uns en évidence.
Détermination de l'âge des fonds océaniques dans l'océan Atlantique.
Les âges indiqués sont ceux des sédiments les plus anciens reposant sur le socle basaltique du plancher océanique.
D'après Sismolog
Un modèle de la fracturation continentale et de l'expansion océanique
Que montre l'observation de l'âge des fonds océaniques dans l'Atlantique et la morphologie du fond de cet océan ?
La répartition des couleurs observable sur le document 2 montre sans ambiguïté une symétrie de part et d'autre de la dorsale médio-atlantique.
Comment évolue l'âge des fonds océaniques lorsque la distance avec la dorsale augmente ?
Les fonds océaniques très proches de la dorsale sont jeunes (en rouge sombre : de 0 à 9,7 Ma), alors que près des côtes, ils sont beaucoup plus vieux (au contact de l'Europe, en bleu : près de 150 Ma). L'âge des fonds océaniques augmente avec la distance à la dorsale.
Quel phénomène se produit au niveau de la dorsale océanique ?
Le schéma du document 2, confirmé par la répartition des âges des fonds océaniques, montre que c'est au niveau de la dorsale que se forme le plancher océanique.
Quelle est, approximativement, la vitesse d'expansion de l'océan Atlantique nord (en km/Ma) ?
La distance entre les bords des zones jaunes (sédiments âgés de 0 à 56 Ma) est voisine de 1 560 km. Cette expansion est donc accomplie en 56 Ma.
Le calcul donne alors 1 560/56 = 27,8 km/Ma, soit environ 28 km/Ma.
Le modèle de la formation des océans et de la tectonique des plaques est présenté dans le document 2. Il est possible d'appliquer le raisonnement de type hypothético-déductif : « Si… alors… ». Il faut envisager les conséquences qui peuvent être déduites du modèle et vérifier si ces conséquences sont observables ou non dans la réalité.
Le modèle présenté suppose une fracturation d'un continent, sous l'effet d'un mouvement de convection, induisant lui-même un mécanisme de divergence qui va casser le bloc continental en deux parties qui s'éloignent. Entre les deux blocs continentaux qui s'écartent apparaît un océan, dont le fond est constitué par des roches magmatiques (basaltes et gabbros) prenant naissance au niveau de la dorsale. Ces roches, après leur formation, s'éloignent de la dorsale tandis que de nouvelles roches se forment. Sur ces roches, des sédiments se déposent au fil du temps. Mais des sédiments âgés de 10 millions d'années ne peuvent se déposer que sur un fond océanique qui existait à cette époque. Si ce modèle est juste, alors il est possible de prévoir au moins deux conséquences :
- L'âge des sédiments déposés sur le plancher océanique doit augmenter au fur et à mesure de leur éloignement de la dorsale. Ce sont en effet les fonds les plus âgés qui sont les plus distants de la dorsale et c'est donc là que les sédiments les plus vieux ont pu se déposer.
- Les fonds océaniques se forment dans deux directions opposées à partir de la dorsale (divergence) et une symétrie de part et d'autre de la dorsale doit donc être observable.
Dans le document 1, il apparaît que ces deux conséquence attendues sont bien présentes : la répartition des âges (des couleurs sur le document) présente bien une symétrie de part et d'autre de la dorsale. L'âge des sédiments est également plus important en s'éloignant de la dorsale : les fonds océaniques très proches de la dorsale sont jeunes (en rouge sombre : de 0 à 9,7 Ma), alors que près des côtes, ils sont beaucoup plus vieux (au contact de l'Europe, en bleu : près de 150 Ma).
Une vitesse d'expansion peut même être calculée. Dans l'Atlantique nord, à la latitude de la Bretagne, la largeur des fonds océaniques de part et d'autre de la dorsale, d'âge inférieur à 56 Ma (couleurs rouge à jaune), est voisine de 1 560 km. Il s'agit donc de la surface dont s'est étendu l'Atlantique en 56 Ma. Cela fait une vitesse d'expansion de l'ordre de \text{1 560}/56 = 28 \text{km/Ma}. La vitesse d'expansion de cet océan est donc de l'ordre de 2,8 cm par an. Ces valeurs, calculées en prenant en compte le modèle d'expansion océanique du document 2 et l'âge des fonds océaniques du document 1, sont parfaitement en accord avec les mesures de l'éloignement actuel de l'Europe et de l'Amérique du Nord fournies par les données GPS.
Les résultats observés en ce qui concerne l'âge des sédiments sont donc conformes à ce que prévoit le modèle de l'expansion océanique. Le modèle est bien validé par les faits d'observation.