L'Évolution des Continents et des Océans : Une Exploration

La surface des continents révèle des roches d’âges variés couvrant pratiquement les 4,57 milliards d’années de l’histoire de la Terre. On peut y déceler les traces de chaînes de montagnes parfois très anciennes, formées par la convergence des plaques lithosphériques. On peut ainsi reconstituer des ceintures orogéniques, formées lors de cycles orogéniques successifs.

I. La Recherche des Océans Disparus

Au cœur de certaines montagnes, on trouve des formations appelées ophiolites. Elles forment en général des assemblages ordonnés de roches lithosphériques : à la base, se trouvent des péridotites du manteau. Elles sont surmontées par des gabbros, puis des basaltes, présentant au sommet un aspect de laves en coussins comparable aux pillow-lavas visibles dans l’axe des dorsales océaniques. Ce complexe rocheux peut être surmonté de sédiments océaniques. Ces roches de nature métamorphique et d’origine océanique ont aidé les géologues à comprendre l’évolution de la lithosphère océanique. Leur présence souligne la disparition d’un domaine océanique associé à la suture des blocs continentaux.

Dans certains ophiolites, les basaltes, gabbros et péridotites sont hydratés et voient leurs minéraux stabilisés dans le domaine métamorphique des schistes verts (présence de chlorite et d’actinote). Ce métamorphisme est lié à l’hydrothermalisme de dorsale. Ces ophiolites ont échappé à la subduction car elles ont chevauché une autre lithosphère : c’est l’obduction. D’autres ophiolites présentent les traces d’une subduction. Leur cortège minéralogique montre en effet des transformations dans le domaine métamorphique des schistes bleus ou des éclogites, caractéristiques d’une forte augmentation de pression ainsi qu’une faible augmentation de température. Ces ophiolites se sont métamorphisées lors d’une subduction puis sont remontées.

II. Fragmentation des Continents et Naissance d’un Océan

Les mesures par GPS montrent que la région du rift continental des Afars est en extension. La dépression centrale, bordée d’une topographie en « marches d’escaliers », résulte du jeu d’un système de failles normales qui se manifestent aussi par une activité sismique. L’étirement de la lithosphère s’accompagne d’une remontée du manteau dont la fusion partielle permet la mise en place de basalte en surface lors d’éruptions. Plus généralement, l’Est africain permet d’observer les premiers stades de la fragmentation continentale.

Les marges continentales passives bordant les océans portent des marques de cette déchirure continentale :

• Présence de failles normales découpant la croûte continentale en blocs basculés et conduisant à son amincissement.
• Présence de sédiments déposés au cours du rifting continental et ayant enregistré une évolution de l’environnement de dépôt (passage d’un milieu continental à un milieu marin de plus en plus profond).
• Disposition géométrique des sédiments par rapport aux failles structurant la marge : on distingue les sédiments antérift (recoupés par les failles et solidaires du socle), les sédiments syn-rift (disposés en éventail) et les sédiments post-rift (discordants sur les précédents et scellant les failles).
• Présence de marges conjuguées situées de part et d’autre de l’océan et provenant de la déchirure d’un même continent.

III. La Reconstitution Paléogéographique de l’Histoire de la Terre

Le déplacement des plaques à la surface du globe modifie la paléogéographie de la planète. Il se traduit par une alternance cyclique de phases de fracturation de supercontinents, qui créent de nouveaux océans, et de phases de disparition de lithosphère océanique, à l’origine de collisions et chaînes de montagnes (ou ceintures orogéniques). On parle de cycles orogéniques (ou cycle de Wilson).

Ce jeu tectonique conduit à la croissance des lithosphères continentales : à chaque phase de suture, elles accumulent de nouveaux matériaux prélevés dans le manteau au niveau des dorsales ou des zones de subduction.