auxotectonics

Même dans ce cas ce n'est pas évident du tout. Carlo Doglioni a pas mal écrit à ce sujet (voir par exemple son article "What moves Slabs?" dont un chapitre détruit le principe du "slab pull". Personnellement, je me suis toujours demandé comment un slab d'au maximum 600 km pouvait tirer derrière lui près de 6000 km de lithosphère, dont le découplage du manteau est lui même pas évident, et le tout de manière très fluide, sans qu'aucune rupture n'apparaisse nulle part sur toute la longueur qui sépare la dorsale de la fosse... L'explication est simple. Le slab ne tire rien du tout. C'est juste un coin de lithosphère qui se fait engloutir sous un arc mobile. Il y autre chose :). Une dorsale peut être vue comme la rupture continue d'une enveloppe lithosphérique relativement rigide, devenue trop petite pour contenir un manteau en expansion. Par sûr de comprendre? C'est le contexte extensionnel qui entraine une décompression adiabatique et la fusion des péridotites. Par définition, la température des péridotites ne change pas. Il n'y a pas besoin d'un flux de chaleur pour les faire fondre, juste une chute de la pression. Il y a tout de même une bonne extension dans les andes centrales. Si on part du principe que rien ne se crée, tout se transforme, la question devient "sous quelle forme cette matière arrive t'elle à l'intérieur de certaines planètes???" La température interne peut dépendre de l'activité (au sens large) de la planète, si par exemple l'expansion est associée à un phénomène exothermique. Et il y a des raisons de le penser. Je pense à Encelade, qui fait à peine 500 km de diamètre, et dont le diapir d'expansion formant son pôle sud émet 10x plus d'énergie que ce que peuvent générer les effets de marée pour la lune entière. L'accrétion interne est la seule solution.

ça peut monter ou descendre mais ça ne va pas augmenter de volume si il n'y a de remontées de matériaux des profondeurs. De manière générale, la topographie serait plutôt contrôlée par les courants du manteau et leur manifestation en surface. En ce sens, c'est une théorie bottom-up par opposition à une théorie top-down comme la tectonique des plaques. Karlstrom a récemment écrit un papier lumineux dans Lithosphere sur le rôle moteur du manteau dans certains uplift, qui est en bon accord avec certains aspects de cette théorie.

Oui, il y a d'autres éléments. Le fait par exemple que les dorsales s'allongent (se propagent). Plus une multitude de paradoxes qui sont résolus par une augmentation de la taille du globe. Pour le niveau moyen des océans, il n'est pas évident de tirer une tendance, car dans cette théorie, le volume de l'hydrosphère augmente. Pourquoi s'amincirait-il? Ce serait plutôt le contraire. Il y avait deux familles d'hypothèse. Une famille avec expansion à masse constante et une autre à masse croissante. Celle à masse constante est facilement réfutable, car si 70% de la surface actuelle a moins de 180 Ma, et est donc de la surface en plus si l'on considère que les marges actives ont une activité de recyclage très localisée et faible, cela implique un doublement du rayon sur cette période. A masse constante, cela correspond une gravité de surface de l'ordre de 40 m/s2. Une telle valeur au jurassique est impensable compte tenu de la faune de cette période. Une gravité de surface au jurassique plus faible que la gravité actuelle serait même en meilleur accord avec un certain gigantisme. Donc on peut exclure une expansion à masse constante. Il reste l'expansion à masse croissante, mais avec une accrétion interne de matière, et une migration de cette matière suivant sa densité. Et là, évidemment on comprends pourquoi cette théorie pose problème. Personne ne connait la cause de cette accrétion interne, et pire, il n'y a pas un physicien pour prendre ce phénomène au sérieux. Et pourtant... Il y a eu plusieurs arguments utilisés dans les années 60 et 70 pour démontrer qu'il n'y avait pas expansion de la Terre. Par exemple, McElhinny 1978, Nature 271 p316-321, sur la base de calculs de paléorayons à l'aide de donnée paléomagnétiques. Mais pour chaque argument, on peut démontrer un biais dans la méthode ou une incohérence qui au final détruit l'argument. Encore très récemment, des données géodétiques ont été utilisées, mais là encore, le modèle utilisé pour calculer le changement de rayon est incohérent. Pour résumer la situation, l'ancienne génération pense que cette théorie a été réfutée depuis belle lurette et ils ne sont jamais revenus dessus. Les jeunes générations ne la connaissent pas, s'en moquent si ils tombent dessus par hasard, sans jamais chercher à creuser un peu la question... Vraiment pas évident de progresser dans ce contexte très défavorable.

Et pourquoi donc? Mais ce qui est intéressant pour avancer, c'est de confronter les idées, et de ne surtout pas ignorer les problèmes des théories actuelles. A la fin des années 60 et début des années 70, lorsque la jeune génération de géophysiciens a mis la main sur les sciences de la terre, ils ont un peu trop vite mis à la poubelle (disons ignoré) tout ce qu'avaient accompli les générations de géologues qui les ont précédés, comme par exemple les travaux sur la nature de la Téthys dont je parlais plus haut (Mattauer avait d'ailleurs une piètre opinion d'Allègre...). Tout ça parce que cela ne cadrait pas du tout avec leur nouveau modèle. Au lieu de creuser et chercher une meilleure théorie qui collait avec tout, ils ont simplement ignoré des pans entiers de recherche qui avaient pourtant en eux les germes pour construire une théorie autrement plus élégante, plus prédictive et surtout plus universelle (!). Non, au lieu de ça, on se retrouve maintenant dans une sorte d'impasse avec avec une théorie qui il faut bien le dire est un devenu un véritable fourre-tout. Mais bon, au moins en science, les meilleures théories finissent toujours par s'imposer, il suffit d'être patient. Peut-être qu'avec les nouvelles données accumulées sur les planètes et lunes du système solaire, cette théorie va finalement reprendre la place qu'elle aurait du prendre depuis les années 60. Et pour illustrer son universalité et l'apport possible des nouvelles données sur le système solaire, Ganymède, dont la carte géologique vient d'être publiée, est un excellent exemple de lune, dont la surface la plus ancienne (brune) s'est visiblement morcelée sous l'effet d'une importante expansion interne, avec une mise en place de terrains plus jeunes (bleu/vert) via un mécanisme pas si différent de ce qui existe au niveau de nos dorsales océaniques:

Pour faire court, ces compressions sont générées par des courants tectoniques dans la lithosphère et dans l'asthénosphère. Le fait qu'il y ait un déplacement n'implique pas une réduction de surface. Voilà un très bel exemple illustré pas si loin de nous mis en évidence par les déplacements mesurés de stations GPS. Si ce courant reste actif et entre en collision avec la marge africaine en Libye [correction], on aura droit à un très bel orogène, mais il n'y aura pas eu de réduction du surface de la lithosphère pour autant: Il y a une littérature abondante réfutant l'existence d'un vaste océan en l'Inde et l'Asie sur la base de données géologiques et biogéographiques. Crawford en avait fait une revue en son temps, 1979 "The myth of a vast oceanic tethys, the India-Asia problem and Earth expansion" J of Petroleum Geology Volume 2, Issue 1, pages 39. Les problèmes insurmontables soulevés dans cette revue sont toujours d'actualité. Des mers épicontinentales oui, des petits bassins étroits un peu comme la mer rouge, oui. Mais un vaste océan, non. Pourquoi est-ce que l'intérieur de la terre se viderait-il? Il apparaît que vous commettez une erreur de raisonnement. Le point de départ est "La surface de la Terre augmente". Si il n'y avait pas de données démontrant que surface de la Terre augmente, pourquoi se poserait-on toutes ces questions? Après, soit ces données vous convainquent, soit elle ne vous convainquent pas, et si elles ne le font pas, pourquoi? Et c'est bien sur cet aspect ci que doit rester la discussion.

Mais on ne cherche pas une raison! Encore une fois, ce serait mettre la charrue avant les boeufs. On collecte des données pour voir ce qu'il se passe, et ensuite on en déduit les conséquences. Pour les panaches mantéliques. Je suis d'accord qu'ils peuvent jouer un rôle, que certains atteignent la surface, et que même sans l'atteindre ils peuvent être importants dans le rifting (afrique de l'Est par exemple), mais il n'y a pas besoin d'un panache juste sous une dorsale pour qu'elle fonctionne. Pour le roll-back. Il y a aussi la croûte du slab qui est moins dense que le manteau et qui peut jouer le rôle de flotteur. D'ailleurs, l'éclogitisation est considérée comme essentielle pour que le slab soit suffisamment dense. Mais même si la densité est égale à celle du manteau, le slab coulera quand même sous le poids de l'arc, puis du manteau qui avance, par simple isostatisme. euh... quand même!

Au collège et lycée, je veux bien, mais à l'université? ça m'étonne pas mal. ça me rappelle que Pierre Thomas a fait une présentation sur les changements qui sont apparus dans les modèles. C'est pas mal à voir: http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/modele-tectonique-plaques-2013.xml Sachant que la quantité de LC augmente avec le temps avec des pics de production plutôt bien identifiés via les zircons, je ne vois pas comment ce rapport pourrait rester constant? Auriez-vous une source bien précise en exemple pour remonter à la source initiale? C'est Dietmar Muller qui collecte les données montrant que la LC, qui représente donc 70% de la surface de la terre, a moins de 180 Ma (http://www.earthbyte.org/Resources/agegrid2008.html). Donc si au bilan, comme discuté plus haut, les marges actives ne réduisent pas la surface de la lithosphère, cela implique que la surface de la terre a augmenté, non?

Mais non, ce modèle a été abandonné il y a bien longtemps. La composition des MORBs indique clairement que leur origine est locale. Ils ne viennent pas des profondeurs. Il s'agit juste de la fonte partielle de manteau situé juste sous la dorsale. Si il y avait un panache mantélique, leur composition serait différente. Là vous inversez clairement cause et conséquence. C'est le "mantle upwelling" et "spreading" qui entraîne le roll back, et pas l'inverse. De toute façon, cela ne change rien au bilan de surface qui reste nul. Sur quoi est basée cette affirmation que le rapport LO/LC reste le même? Non plus. Par exemple, le bassin Ouest est le fruit d'ouvertures très récentes de bassins d'arrière arc sur les 30 derniers Ma. Les chiffres, il est facile de les calculer dès lors que le bilan des marges actives est nul: Tout ce qui se forme au niveau des dorsales est de la surface en plus. Soit près de 70% de la surface de la terre sur les 180 derniers Ma...

Je crois que dans un cas comme celui ci, il ne faut surtout pas mettre la charrue avant les boeufs. Mieux vaut partir des observations puis en tirer les conséquences. Encore une fois, l'objectif premier est de montrer si il y a une augmentation de la surface de la terre. Si on arrive à démontrer ce point, des déductions peuvent ensuite en être faites. Dans cette discussion, il me semble que l'on en est encore à essayer de démontrer que la surface augmente... L'accrétion est contrôlée par l'extension de la lithosphère. C'est l'extension qui provoque la remontée d'asthénosphère et sa fonte partielle par décompression. Il n'y a pas qu'une traction de la lithosphère qui peut expliquer cette extension. Une expansion du manteau sous la lithosphère constitue une hypothèse tout à fait valable. C'est d'ailleurs bien ce qu'il se passe dans un bassin d'arrière arc.

Pourquoi s'intéressé à la surface? Parce que c'est ce qui est le plus facile à mesurer. Si la surface d'une sphère est multipliée par 4 sur un intervalle de temps, vous êtes bien d'accord que cela implique que le volume de la sphere a augmenté, non? Maintenant, il s'agit de vérifier si l'accrétion au niveau des MORs (celle-ci faisant l'unanimité) est compensée quelque part. En tectonique des plaques, l'hypothèse est que cette accrétion est compensée au niveau des marges actives par le phénomène de subduction. Mais est-ce vraiment le cas? Si on analyse ce qu'il se passe au niveau d'une marge active, on constate avant tout qu'il y a une expansion du bassin d'arrière arc au dépend de lithosphère océanique plus ancienne. Cette derrière coule en raison de la surcharge créée par l'avancée de lithosphère et du manteau du bassin (compensation isostatique). L'arc mobile avance sur la lithosphere ancienne qui fait un roll-back en réponse à cette avancée. Voici une figure l'illustrant, un peu inspiré de l'arc des Mariannes. Si il y a autant de surface formée dans le bassin d'arrière arc que de surface ancienne recouverte, alors le bilan des marges actives en terme de destruction/formation de surface est nul. Qu'est-ce qu'il reste pour compenser tout ce qui est accrété au niveau des MORs?

L'hypothèse est d'affirmer que la terre se contracte sur la base qu'un corps le fait quand il se refroidit parce que cela implique déjà que la terre ne change pas de quantité de matière. Il faudrait déjà vérifier ce dernier point avant d'aller plus loin. C'est plus facile de mesurer l'évolution de la surface de la terre que celle de son volume. La dernière affirmation est que quand on mesure l'âge de la lithosphère océanique, on constate que la surface de lithosphere d'âge 160-170 Ma est supérieure à celle d'âge 170-180 Ma, que la surface de lithosphere d'âge 150-160 Ma est supérieure à celle d'âge 160-170 Ma etc

En toute logique, oui. Mais ça c'est un raisonnement, une hypothèse. Maintenant il faut vérifier si sa surface change au fil du temps, non? D'abord on sait que 70% de sa surface (lithosphère océanique) a moins de 180 Ma et que plus celle-ci est jeune, plus il y en a.

Pour le savoir, il faut démontrer si sa surface augmente.

A ma connaissances, ces questions ne sont pas tranchées. Le mieux est de lire les revues de Stern pour avoir une idée de l'état des lieux sur le sujet: R.J. Stern 2007 "When and how did plate tectonics begin? Theoretical and empirical considerations" Chinese Science Bulletin, 52, p578-591 (lien vers pdf) R.J. Stern and D.W. Scholl 2010 "Yin and yang of continental crust creation and destruction by plate" International Geology Review, 52, 1–31(lien vets pdf) Cela n'a rien de rébarbatif, bien au contraire, mais je vais passer pour un demeuré à coup sûr. Donc MP de préférence. Il fait une liste de 22 arguments p31 et 32 de cette revue (pas besoins de lire toute la revue ): Doglioni et al 2007 "Subduction kinematics and dynamic constraints" Earth-Science Reviews 83, p125-175 (Lien vers pdf) De rien.

L'hypothèse est que si de la lithosphère coule quelque part, il y a forcément une remontée ailleurs, sans pour autant que le lieu de la remontée soit à proximité du lieu de la descente => La convection ne serait pas organisée en cellules, mais serait plus chaotique, la partir plongeante de la plaque étant responsable du mouvement de toute la plaque et du brassage du manteau. Mais en fait, un rôle moteur pour la plaque plongeante est lui même remis en cause par d'autres chercheurs comme Carlo Doglioni qui empile les arguments contre. Dans les faits, et aussi curieux que cela puisse paraître, il n'y a pas de théorie satisfaisante expliquant comment la lithosphère est mise en mouvement (enfin, il y en a une mais qui sort complètement du cadre de ce forum). Pour des élèves, j'en resterais sagement à une convection chaotique, pour ne pas les embrouiller. A moins d'avoir l'intention de transformer un cours de sciences de la terre en cours d'épistémologie.

Ces courants sont d'abord verticaux puis s'horizontalisent en surface sous le simple effet de la gravité. C'est un transport des profondeurs vers la surface. Non, il n'y a pas de collision de lithosphère à l'échelle continentale. Par contre il y a ces courants dont le front est en collision avec ce qu'ils rencontrent, formant une zone de Benioff. Le plus actif actuellement dans le bassin méditerranéen est le courant anatolien/égéen qui avance vers la marge africaine. On le voit très très bien en GPS: Le tourbillon alpin anti-horaire a sans doute pour origine un courant de ce type. Le coulissement dextre décrit par Gidon entre les massif cristallins externes et les massif sub-alpins pourrait être mis en parallèle avec la faille nord anatolienne (dextre elle aussi). Ben non justement. En tectonique des plaques, ce sont les plaques (couche limite froide du système de convection) qui en plongeant organisent la convection du manteau et pas le manteau qui organise le mouvement des plaques. Je cite Stern (Stern 2007 Chin. Sci. Bull.): "Plates are mainly powered by sinking of the oceanic lithosphere in subduction zones." "It is now clear that the plates drive themselves as they organize overall mantle convection"

Le modèle "tourbillonaire" défendu par l'auteur est validé par les données récentes, voir Collombet et al 2002, Delacou et al 2008. Il est d'un importance capitale, car un mouvement si complexe en spiral ne peut avoir pour origine que des courants mantéliques sous Adria. Il en ressort que l'orogenèse alpine est contrôlée par des courants mantéliques et non pas par une collision Afrique/Eurasie qui devient alors une hypothèse gratuite. Collombet, M., Thomas, J.C., Chauvin, A., Tricart, P., Bouillin, J.P., and Gratier, J.P. (2002). Counterclockwise rotation of the western Alps since the Oligocene: New insights from paleomagnetic data. Tectonics 21, 1032-1047. Delacou, B., Sue, C., Nocquet, J.-M., Champagnac, J.-D., Allanic, C., and Burkhard, M. (2008). Quantification of strain rate in the Western Alps using geodesy: comparisons with seismotectonics. Swiss J Geosci 101, 377-385.

Je crois me souvenir qu'il y avait de belles ammonites dans les marnières du côté de Chalezeule (derrière Bricodépôt).

Bonjour André, Je fais remonter cette discussion car il y a du neuf du côté de la phylogénie d'archéopterix. Un article vient de paraître dans Nature plaçant définitivement Archeopterix chez les Deinonychosauria, dinosaures non aviens. http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7357/full/nature10288.html Ce n'est donc plus un oiseau mais un dinosaure. Voilà qui aurait plu à Maurice Pomarède.

C'est curieux comme argument, car en principe la courbure s'ajuste par le simple jeu des compensations isostatiques. A moins que cet argument fut basé sur des mesures paléomagnétiques? Oui, c'est quand on commence à regarder ce qu'il se passe là où il y a du bazar que l'on se rend compte que le concept de plaque est vraiment inadapté, ou encore que le l'hypothèse de recyclage important par subduction est foireux. Rien de tel que la méditerranée pour l'illustrer [figure tirée de Scalera (2006) Annals of Geophysics, suppl. to vol49 n1, p451-482]: Cette figure est à mettre en relation avec les figures précédentes qui illustrent les courants crustaux/mantéliques. L'interprétation en terme de subduction de lithosphère apparaît comme clairement incohérente, alors que l'interprétation en terme d'étalement de diapirs apparaît très logique.

Attention, la chaîne himalayenne correspond à un chevauchement nord-sud parce que le courant pousse vers l'extérieur. Non, c'est la courbure de la chaîne qui indique le sens des chevauchements. Carey a donné le nom d'oroclinaux à ces chaînes (orocline). Pour la cordillère des Andes, il y a bien un chevauchement vers l'ouest (courant est-ouest le long de la zone de benioff), mais il y a une zone d'uplift et extension au coeur de la chaîne (altiplano) et donc aussi des chevauchements vers l'Est: la chaîne s'élève et s'étale.

J'ai un peu de mal à bien comprendre ce que tu veux dire. Pourrais-tu éventuellement l'illustrer? Il y a un courant tourbillonnaire très proche, le courant apulien. Ce mouvement tourbillonaire anti-horaire se retrouve dans la géodynamique de l'arc alpin. Maurice Gidon est à l'origine de cette interprétation: http://www.geol-alp.com/alpes_francaises/arc_Alpes-occ.html Et des travaux plus récents comme ceux de la thèse de Bastien Delacou ont remis cette interprétation au goût du jour. Il est possible que des courants se croisent au niveau de Zealandia, avec un courant eastward (tonga-kermadec) clairement visible, et probablement un courant westward au sud de la faille alpine:

Ce croquis est généralisable à n'importe quel type de lithosphère, mais peu importe. Le moteur n'est pas une différence de densité de deux régions de la lithosphère mais un courant mantélique. Ce courant s'extrude et passe par dessus la lithosphère qu'il rencontre. Et comme il est dense, il l'enfonce. Il n'y a pas d'arrière-arc à gauche car un arrière-arc se forme uniquement à l'à plomb d'un courant. La lithosphère à gauche est immobile. Il y extension et formation d'une dorsale dans l'arrière-arc parce que le courant s'étale une fois arrivé en surface. étalement=extension au coeur et compression à la périphérie. Ces courants ne se rencontrent pas uniquement en milieu océanique, ils se rencontrent aussi en milieu continental. Le plateau du tibet est formé par un de ces courants qui diverge en rencontrant l'obstacle formé par le bassin du Sichuan. L'himalaya correspond à des chevauchements engendrés par la forte pression latérale exercée sur la lithosphère bordant la marge sud de ce courant.

Mathématiquement, quand la surface d'une sphère augmente, son volume aussi. C'est une croissance interne. C'est pour cette raison que l'on voit ces courants monter des profondeur, jusqu'à parfois s'écouler en surface (advection vers la surface). Ce n'est pas une simple expansion. D'abord parce que le changement de volume est trop important avec doublement du rayon durant les dernier 250 millions d'années d'après les estimations récentes du géologue australien James Maxlow (voir sa thèse universitaire ici ; lien vers le document pdf en haut à gauche) Ensuite parce qu'une expansion sans gain de masse implique une densité 8 fois plus élevée il y a 250 millions d'années (irréaliste) et avec une gravité de surface de 40 m.s-2, ce qui est aussi irréaliste d'après ce que l'on sait de la faune et de la flore de cette époque. Personne n'est actuellement en mesure de donner l'explication rationnelle à ce phénomène. Il reste à la trouver.

Ce n'est pas tout à fait exact. Les zones de subduction sont simplement interprétées de manière différente. Disons qu'elles sont interprétées de manière similaire à un slab-rollback. Selon cette interprétation, les zones de subduction correspondent au front d'un courant mantélique qui s'extrude et s'écoule en surface, enfonçant la lithosphère qu'il rencontre et qui est immobile. Voici une figure qui illustre l'interprétation: On constate alors que la quantité de lithosphère recyclée est très mineure et ne peut compenser ni l'accrétion au niveau des back-arc ni celle au niveau des dorsales ce qui amène à la conclusion que la surface de la terre est en expansion, et a fortiori son volume. Cette interprétation est très bien illustrée par ce qu'il se passe entre l'amérique du sud et l'antarctique ou un courant est en train de s'infiltrer dans l'atlantique. Les couleurs représentent l'âge de la lithosphère océanique (rouge très récent, bleu très ancien, échelle dans la troisième figure). On reconnaît la zone de subduction en avant des îles sandwich (arc volcanique) au niveau du front du courant: La seule lithosphère recyclée est celle qu'a rencontré le courant. On peut aussi très bien visualiser le même type de courant quand ils sont émergés grâce au GPS. Chaque vecteur représente le déplacement annuel d'une station. Là encore, on reconnaît bien la zone de subduction au sud de la grèce et qui correspond au front de ce courant, et ici encore le recyclage ne concerne que la lithosphère qu'a rencontré le courant: Idem dans les Philippines où on identifie très bien les extrusions successives du manteau en marge de lithosphère plus ancienne: Les extrusions les plus récentes sont celles des Mariannes, Palau, Sulu et Banda. Là encore la surface de lithosphère recyclée ne peut mathématiquement pas être plus importante que la surface de lithosphère mise en place lors des extrusions. Elle est donc relativement faible. Ce concept de courant mantélique est un concept majeur de la théorie de la croissance terrestre, mais il est intéressant qu'il fasse des percées dans la littérature récente notamment pour ce qui concerne le tibet et la méditerranée. J'en avait déjà parlé ici il y a quelques temps. Il y a quelques géophysiciens et géologues qui s'intéressent à cette théorie de la croissance terrestre. Je peux citer à titre d'exemple l'italien Giancarlo Scalera dont voici un des derniers articles sur le sujet: http://www.uniurb.it/adria2006/testi/025-044_Scalera.pdf Bonne soirée.