La Terre semble solide et immobile, mais son enveloppe extérieure est fragmentée en immenses blocs de roche qui s'écartent, se heurtent et frottent les uns contre les autres. Les scientifiques les appellent les plaques tectoniques, et la théorie qui explique leurs mouvements est la tectonique des plaques. C'est grâce à elle que nous avons des séismes, des volcans, des chaînes de montagnes et des fosses océaniques profondes.
Qu'est-ce qu'une plaque tectonique ?
Imaginez la coquille fêlée d'un œuf à la coque. La couche extérieure de la Terre, appelée lithosphère, ressemble à cette coquille. Elle se compose de la croûte et de la partie supérieure rigide du manteau, et mesure en moyenne une centaine de kilomètres d'épaisseur : plus fine sous les océans, plus épaisse sous les continents.
En dessous se trouve l'asthénosphère, une couche de roche chaude, solide mais capable de s'écouler très lentement, comme un caramel extrêmement épais. Les plaques reposent sur elle. La chaleur qui s'échappe de l'intérieur de la Terre, le poids des bords de plaques qui s'enfoncent et la nouvelle croûte qui se forme au niveau des dorsales océaniques les maintiennent en mouvement.
Combien y a-t-il de plaques ?
Les géologues comptent généralement sept ou huit grandes plaques et plusieurs dizaines de petites :
- la plaque pacifique, la plus grande, presque entièrement sous l'océan
- la plaque nord-américaine et la plaque sud-américaine
- la plaque eurasienne, qui porte la majeure partie de l'Europe et de l'Asie
- la plaque africaine
- la plaque antarctique
- la plaque indo-australienne, souvent divisée en plaque indienne et plaque australienne
Parmi les petites plaques figurent celles de Nazca, des Cocos, des Caraïbes, la plaque arabique, la plaque philippine et celle de Juan de Fuca. Certains des séismes les plus puissants de la planète se produisent au bord de ces petites plaques.
À quelle vitesse les plaques se déplacent-elles ?
Les plaques avancent de quelques centimètres par an, à peu près à la vitesse à laquelle poussent vos ongles. L'océan Atlantique s'élargit de 2 à 3 centimètres chaque année. Certaines parties du plancher du Pacifique se déplacent de plus de 10 centimètres par an.
Cela semble minuscule, mais le temps fait toute la différence. Il y a environ 200 millions d'années, les continents formaient un seul supercontinent appelé la Pangée. Ce lent mouvement continu l'a morcelé jusqu'à dessiner la carte que nous connaissons aujourd'hui.
Les trois types de frontières entre plaques
Tout se joue là où les plaques se rencontrent. Il existe trois types de frontières, et chacune façonne le paysage à sa manière.
1. Frontières divergentes : les plaques s'écartent
Là où les plaques s'éloignent, de la roche chaude remonte, comble l'espace et forme une nouvelle croûte. La plupart de ces frontières sont des dorsales sous-marines, comme la dorsale médio-atlantique qui parcourt le milieu de l'océan Atlantique. L'Islande se trouve juste au-dessus : c'est pour cela qu'elle compte tant de volcans et de sources chaudes. Dans le parc national de Þingvellir, on peut marcher dans un rift entre la plaque nord-américaine et la plaque eurasienne.
2. Frontières convergentes : les plaques se rapprochent
Quand une plaque océanique rencontre une plaque continentale, la plaque océanique, plus lourde, plonge en dessous. C'est la subduction. La plaque de Nazca, qui s'enfonce sous l'Amérique du Sud, a soulevé les Andes et parsemé la côte de volcans. Quand deux continents se percutent, aucun ne s'enfonce facilement et la croûte se plisse vers le haut. La collision de l'Inde avec l'Asie a formé l'Himalaya, et l'Everest grandit encore de quelques millimètres par an.
3. Frontières transformantes : les plaques coulissent
Parfois, les plaques glissent latéralement l'une contre l'autre. L'exemple le plus connu est la faille de San Andreas, en Californie, où la plaque pacifique coulisse vers le nord-ouest le long de la plaque nord-américaine. Aucune croûte n'y est créée ni détruite, mais les bords s'accrochent, ce qui provoque des séismes.
Pourquoi le mouvement des plaques provoque des séismes
Les bords des plaques sont rugueux. Au lieu de glisser en douceur, ils restent bloqués pendant que le reste de la plaque continue d'avancer. Les contraintes s'accumulent dans la roche pendant des années, voire des siècles, comme lorsqu'on plie une règle. Quand la roche finit par céder, toute cette énergie est libérée d'un coup sous forme d'ondes sismiques qui font trembler le sol.
Le point souterrain où la rupture commence est le foyer (ou hypocentre). Le point de la surface situé juste au-dessus est l'épicentre, celui que l'on voit comme un point sur une carte des séismes.
Un séisme de magnitude 6 est-il beaucoup plus fort qu'un 5 ?
La magnitude se mesure sur une échelle où chaque degré est un grand bond. Un point de plus correspond à environ 10 fois plus d'amplitude sur le sismographe et à environ 32 fois plus d'énergie libérée. Un séisme de magnitude 7 libère environ 1 000 fois plus d'énergie qu'un séisme de magnitude 5.
L'Institut d'études géologiques des États-Unis (USGS) localise environ 20 000 séismes par an dans le monde, soit environ 55 par jour. La plupart sont trop faibles pour être ressentis. En moyenne, on compte chaque année 15 à 16 grands séismes de magnitude 7 ou plus.
Activité : cartographier une semaine de vrais séismes
Cette activité transforme le flux de séismes en direct en une carte des frontières de plaques que les élèves construisent eux-mêmes. Elle convient aux 9-14 ans et demande 10 minutes par jour pendant une semaine.
- Préparation. Imprimez un fond de carte du monde par groupe, ou projetez-le au tableau.
- Collecte. Chaque jour, ouvrez la liste des séismes en direct et choisissez les 10 plus forts. Les élèves localisent chacun grâce à sa latitude et sa longitude.
- Report. Marquez chaque séisme d'un point, d'autant plus gros que la magnitude est forte.
- Repérer les régularités. Le vendredi, demandez : où les points se regroupent-ils ? Où n'y en a-t-il presque pas ? La plupart des classes découvrent de longues lignes courbes autour du Pacifique et à travers le sud de l'Europe et l'Asie.
- Comparer. Superposez une carte des frontières de plaques. Les points suivent les bords des plaques presque parfaitement.
Les élèves retiennent bien mieux une régularité qu'ils ont découverte eux-mêmes. Si les coordonnées sont nouvelles pour votre classe, commencez par notre guide sur la latitude et la longitude.
Les mots clés
- Croûte
- La fine couche rocheuse extérieure de la Terre.
- Manteau
- L'épaisse couche de roche chaude située sous la croûte.
- Lithosphère
- La croûte et la partie rigide supérieure du manteau. C'est elle qui forme les plaques.
- Faille
- Une cassure de la croûte le long de laquelle les roches se sont déplacées.
- Subduction
- L'enfoncement d'une plaque sous une autre.
- Épicentre
- Le point de la surface situé juste au-dessus du foyer d'un séisme.
Les questions des élèves
Peut-on prévoir les séismes ?
Pas encore. Les scientifiques peuvent estimer la probabilité d'un fort séisme dans une région au cours des prochaines décennies, mais personne ne peut prévoir le jour, le lieu et la magnitude exacts d'un séisme précis.
Les continents vont-ils se rassembler à nouveau ?
Beaucoup de géologues le pensent. D'après les mouvements actuels des plaques, certains modèles prévoient un nouveau supercontinent dans 200 à 300 millions d'années environ.
Les plaques bougent-elles là où j'habite ?
Oui. Chaque endroit de la Terre repose sur une plaque en mouvement, même loin d'une frontière. Votre ville se déplace en ce moment même, simplement très lentement.
