La Terre et son histoire -
La Calcite
La calcite, un carbonate de calcium (CaCO3), est un des minéraux les plus répandus sur Terre. Il se présente souvent en cristaux prismatiques transparents. Ce cristal incolore provient de l'Eifel (Allemagne).
Perles de Roche
La calcite peut prendre la forme de cristaux mais aussi de "bulles", comme ici, un agrégat sphéroïdal de couleur jaune trouvé à Montalto di Castro (Italie). C'est également en calcite que sont sculptées stalactites et stalagmites.
Faux rubis
La crocoïte est composée de chromate de plomb (PbCrO4). On lui doit son nom en allusion à la couleur du safran (en grec Krokos). La crocoïte se présente sous la forme de longs cristaux rouges, brillants, translucides qui ternissent après une exposition prolongée. Cet agrégat a été découvert à Dundas (Tasmanie).
Vrai diamant
Un diamant alluvionnaire parfaitement cristallisé est posé sur sa gangue habituelle : la kimberlite, une roche, que l'on trouve principalement à Kimberley en Afrique du Sud. Ces roches proviennent de profonds réservoirs de magma.
Améthyste fluorée
La fluorine ou fluorite est un fluorure de calcium (CaF2) qui cristallise très souvent sous la forme de cubes ou d'octaèdres. La couleur de ce minéral est extrêmement variable : pur, il est incolore et transparent, mais il peut également être blanc, jaune, rouge, vert, bleu, violet.
Diadème de zinc
L'hémimorphite est un silicate de zinc (Zn4Si2O7(OH)2(H2O)) qui cristallise dans le système orthorhombique. c'est-à-dire que la structure est bâtie avec des groupements Si2O7 isolés reliés par les tétraèdres de zinc, Zn(O3OH). On l'appelle aussi calamine.
Bijou plombé
La pyromorphite, un phosphate métallique, doit sa forte densité, de 7,04, à la présence de plomb. C'est d'ailleurs un minéral que l'on trouve fréquemment dans les gisements plombifères. Le plus souvent cristallisée en prismes hexagonaux translucides et de couleur variable, la pyromorphite est très recherchée des collectionneurs.
Or radioactif
L'uranophane est un minéral plutôt rare qui contient de l'uranium. Il cristallise dans le système monoclinique, un système cristallin dont la maille élémentaire est un prisme incliné à base losange. Ses belles fibres de couleur jaune citron sont réservées à un usage scientifique : le minéral est fluorescent et radioactif.
Joaillerie lourde
La vanadinite, ou vanadate de plomb, se présente sous la forme de prismes hexagonaux courts d'une belle couleur rouge. Comme la pyromorphite, la vanadinite doit sa densité élevée, de 6,88, au plomb qui la constitue. On l'exploite notamment pour durcir l'acier.
Pépites de cuivre
Le cuivre natif est certes un métal, mais c'est aussi un élément chimique et un minéral à l'éclat métallique. Si des "pépites" de cuivre affleurent aujourd'hui, c'est que des fluides riches en cuivre ont précipité, en profondeur, il y a des centaines de millions d'années. Puis ils sont remontés grâce à l'érosion des roches au-dessus.
Rift Valley
Kenya
Le berceau de l’humanité
La fracture d'un continent a des conséquences spectaculaires pour les régions concernées: à l'échelle géologique, de nouvelles montagnes et de nouvelles failles se forment, les fleuves modifient leur cours, les lacs se ferment et le tout s'accompagne d'effets climatiques importants.
Toute forme de vie doit également s'adapter au changement environnemental. Ce n'est donc peut-être pas un hasard si l'évolution a pris un chemin particulièrement riche de conséquences dans cette vallée à la géologie et au climat si inhabituels.
Zoom sur les roches de la Rift Valley. (image Very Good with computers)
Louis Leakey (1903-1972) et sa femme Mary- (1913-1996) découvrirent le premier crâne d'Australopithecus dans la gorge d'Olduvai (Tanzanie), en 1959. Ils trouvèrent aussi les restes des tout premiers hommes, Homo habilis et Homo erectus. En 1978, Marv Leakey découvrit dans la plaine entourant Laetoli en Tanzanie des empreintes de pieds vieilles de 3,5 millions d'années prouvant que ces ancêtres humains se tenaient debout.
Le fils du couple Leakey Richard, fit également des découvertes importantes dans le même domaine.
Crâne d'Homo habilis. (image Luciana.Luciana)
En 1974. les paléontologues Yves Coppens, Don Johanson et Maurice Taïeb trouvèrent certains des plus importants restes d'hominidé jamais découverts : le squelette presque complet d'un Australopithecus afarensis, de 3 millions d'années. Baptisé Lucy, il est celui d'une femme morte novée. La boue volcanique l'avait conservé, ses minéraux remplaçant lentement le calcium des os. La région devint un désert, puis le sol fut emporté par les pluies, qui mirent au jour le squelette des millions d'années plus tard.
Reconstitution de Lucy (Musée d'Histoire Naturelle de Las Vegas). (Stephanie Asher)
L’Afrique est-elle le berceau de l’humanité ? La controverse fait rage entre les paléontologues.
Bien entendu, les événements naturels qui ont suivi la formation du fossé d'effondrement pourraient être responsables de cette accumulation de découvertes. Les restes de nos ancêtres ont été entièrement et rapidement ensevelis, ce qui, ajouté à la sécheresse du climat, a permis de les préserver parfaitement.
Crâne d'Homo erectus . (image Ideonexus)
Par ailleurs, la Rift Valley était sans doute soumise aux conditions environnementales permettant au singe de se transformer en homme. Les primates existent depuis environ 60 millions d'années, les singes depuis 35 millions d'années. Le climat était alors tellement humide que les forêts tropicales s'étendaient jusqu'en Europe.
À l'époque de Lucy, le monde avait totalement changé. Il était devenu globalement plus froid et plus sec. Sur les hauts plateaux et dans les montagnes d'Afrique de l'Est, les forêts étaient encore denses, mais, dans le fond du fossé d'effondrement et dans les régions plus éloignées de l'équateur, les savanes commençaient à s'étendre.
Vue sur la Rift Valley. (image Trek guy)
La marche debout de Lucy et de ses congénères était bien adaptée à ces nouvelles conditions
En raison du climat plus sec, la plupart des hominidés se rapprochèrent des lacs. C'est près du lac Turkana que fut découvert le plus vieil Homo rudolfensis, qui tentait là de survivre à une période d'extrême sécheresse, il y a 2,5 millions d'années.
Poussé par le manque de nourriture, il fut le premier représentant de l'espèce Homo à fabriquer des outils en pierre à l'aide desquels il fracassait les os et les crânes des cadavres pour atteindre la moelle et le cerveau. Dès lors, les meilleures chances de survie n'appartenaient plus seulement aux plus forts, mais aussi aux plus ingénieux.
Rift Valley
Kenya
Une grande faille semblable à une longue cicatrice s’étire à travers le haut plateau du Kenya : la Rift Valley.
La Rift Valley est l'un des plus longs systèmes de failles du monde. Elle fait partie d'un immense complexe de fractures de la croûte terrestre, le grand rift est-africain, qui menace de couper l'Afrique en deux.
De grandes découvertes paléontologiques ont été faites à ce point de fracture dont la plus connue est Lucy, l’australopithèque.
Caractéristiques de la Rift Valley
La Rift Valley constitue la principale branche de ce système de fractures qui s'étend de la Jordanie à l'embouchure du Zambèze, en passant par la mer Morte et la mer Rouge et le long de l'Afrique de l'Est. La largeur moyenne de la vallée est de 50 km, mais, dans le désert Danakil, elle atteint près de 480 km.
La Rift Valley, le plus grand fossé d'effondrement du monde, qui s'étire sur plus de 6400 km, naît dans la vallée du Jourdain et traverse la mer Rouge avant de se diviser en rift oriental et rift occidental.
Image Sam Judson
Vue de l'espace, cette suite de fossés d'effondrement évoque une plaie mal cicatrisée marquant profondément l'Est africain.
C'est le contraire qui est vrai en fait. La plaie est en train de s'ouvrir.
Ses parois escarpées s'élèvent à 900 m au-dessus du fond de la vallée; à certains points, comme l'escarpement de Mau, au Kenya, les bordures culminent à 2 700 m.
La Rift Valley et la mer Rouge. (Nasa)
La plupart des lacs de la Rift Valley sont incroyablement profonds, le Tanganyika atteignant 1 471 m.
Formation et évolution de la Rift Valley
Le grand rift est-africain se situe à la limite de trois plaques l'arabe, la nubienne et la somalienne. Sa formation débuta voici 100 millions d'années, lorsque les plaques se mirent à diverger.
L'écorce terrestre s'étirant, des volcans entrèrent en éruption en surface. Ils ponctuent aujourd'hui tout le long du rift, et comprennent l'Erte Ale en Éthiopie et l'Ol Doinyo Lengaï en Tanzanie.
Ol Doinyo Lengaï. By Cw Anderson
Il y a 20 millions d'années environ, une série d'énormes failles s'ouvrirent et la terre s'affaissa entre les trois plaques, donnant naissance à la Rift Valley. Les trois plaques se rencontrent sous le «triangle Afar» en Éthiopie, où la mer Rouge rejoint le golfe d'Aden.
Golfe d'Aden . (image Dmguz)
La Rift Valley sous sa forme actuelle n'est qu'une étape intermédiaire d'un long processus de déchirement continental. Les gouffres profonds de cette « vallée africaine » se forment parce que la croûte terrestre se bombe sous l'effet de forces titanesques.
Les géophysiciens ont mis en évidence un bombement de la croûte terrestre de près de 10 km sur les quelque 1000 km séparant les hauts plateaux éthiopiens de la côte somalienne.
Vue des lacs de la Rift Valley. (Nasa)
Le géophysicien allemand Alfred Wegener (1880-1930) fut le premier, en 1912, à soupçonner que les continents se rapprochent et s'éloignent, au fil du temps, faisant disparaître d'anciens océans et en créant de nouveaux. Sa théorie de la dérive des continents est aujourd'hui universellement reconnue sous une forme modifiée.
Zoom sur une partie de la faille. (image Oxz)
Les grands fossés d'effondrement africains semblent être le début d'un processus de séparation dans lequel l'est de l'Afrique se sépare de la péninsule Arabique et du reste du continent.
Végétation dans la vallée au Kenya. By Trekguy
On ignore toutefois si les plaques concernées s'écartent activement ou si elles sont repoussées par du magma remontant de la partie supérieure du manteau. Les mesures confirment en tout cas que la croûte terrestre sous la Rift Valley est particulièrement fine et tendue. Elle est même crevassée en certains endroits de la zone centrale: dans la mer Rouge, le golfe d'Aden et la dépression d'Afar, en bordure sud de la mer Rouge. En ces endroits, le magma remonte directement à la surface de la Terre, élargissant le fossé.
De nos jours, les bords de la mer Rouge s'écartent de 16 mm par an, ceux du golfe d'Aden, de 20 mm.
La mer Rouge pourrait être le modeste ancêtre d'un futur océan.
Beautés de la mer Rouge. (image Utnapistim)
On pense que les trois plaques finiront par se séparer et que la Corne de l’Afrique se détachera du reste du continent pour former une île.
Lacs salés et montagne sacrée des Massaïs
Le mont Kenya (5 199 m) et le Kilimandjaro (5 895 m), les plus hautes montagnes volcaniques d'Afrique, se sont formés après le fossé d'effondrement.
Des Massaïs en train d'allumer un feu. (image Mel & John Kots)
Tandis que le Kilimandjaro est couronné de neiges éternelles, le sommet de l'Ol Doinyo Lengai (2 878 m), la montagne sacrée des Massais en Tanzanie, est recouvert d'une couche blanche de carbonate de sodium.
Vue sur le Kilimandjaro. (image Elv)
Le volcan émet en effet une lave extrêmement riche en carbonate de sodium, un sel qui devient tout blanc au bout de quelques jours à l'air libre.
Ol Doinyo Lengaï. (image Anderson)
À 15 km au nord, le sel de sodium s'accumule également sur les rives du lac Natron, le plus spectaculaire d'une série de lacs salés de la Rift Valley. Son eau est chaude, salée et alcaline comme de l'eau de lessive. À certains endroits, des bactéries pourpres le teintent de rouge.
Vue spatiale du lac Natron. (Nasa)
Cet environnement d'apparence hostile abrite pourtant quelques espèces de cichlidés et accueille des centaines de milliers de flamants roses, environ la moitié de la population mondiale.
Flamants roses. (image Dogs New Clothes)
Le rift abrite également des étendues d'eau douce dont la grande profondeur empêche la salinisation en dépit d'une évaporation importante, comme le lac Tanganyika, le plus profond d'Afrique, avec 1 435 m.
Lac Tanganyika. (image World Traveller)
Tout comme son voisin, le lac Malawi, il abrite de nombreuses espèces de poissons qui n'existent nulle part ailleurs sur la planète.
Traversant la région côtière californienne, la faille de San Andreas est l’une des plus célèbres fractures de l’écorce terrestre.
Cette grande faille transformante de l’Ouest des Etats-Unis est une zone de dislocation majeure. D'après les sismologues, la faille de San Andreas provoquera dans les prochaines décennies le séisme du siècle: le Big One.
Dernièrement, l’Institut de géophysique américain (USGS) a réalisé une étude sur les risques de séismes dans les prochaines années.
D’après leurs prévisions, le Big One pourrait avoir lieu d’ici moins de 30 ans.
Caractéristiques de la faille de San Andreas
Sa structure se présente sous la forme de failles juxtaposées, presque parallèles : faille impériale, faille de San Jacinto, faille de Garlock.
Ce réseau complexe se déploie sur une distance de plus de 1 000 km.
Faille de San Andrea.
Faille décrochante, les deux compartiments se déplacent horizontalement dans des sens opposés, San Andreas constitue également une limite de plaques.
En fait, cette faille n’est pas une longue fracture de l’écorce terrestre mais se compose de plusieurs segments.
Limite des plaques
La faille de San Andreas marque la frontière le long de laquelle les plaques nord-américaine et pacifique coulissent horizontalement.
La plaque Pacifique tournant, les côtes de Californie glissent lentement vers le nord, devant le reste de l’Amérique du Nord.
En l’espace de 20 millions d’années, la plaque Pacifique a bougé de 560 km par rapport à l’Amérique du Nord, soit environ 1 cm par an.
Photo spatiale montrant la fracture créee par la faille.
Le mouvement des plaques semble s’accélérer. En effet, au cours du XXe siècle, la faille s’est déplacée de près de 5 cm par an.
Les séismes liés à la faille de San Andreas
En attendant le « Big One » apocalyptique, les sismologues estiment qu’annuellement 1% de l’énergie sismique mondiale est libérée dans cette zone des Etats-Unis.
La Vallée de la Mort en Californie. Basin and Range possède plusieurs failles très actives. image Garu
En 1857, un mouvement soudain le long du segment de la faille situé dans la chaîne des Transverse Range qui sépare la Californie centrale à celle du Sud, a entraîné un violent tremblement de terre qui ouvrit une fracture longue de 350 km.
En 1906, la faille provoqua un séisme de 8,3 sur l’échelle de Richter qui dévasta San Francisco.
Seisme de 1906 à San Francisco. (Library of Congress)
Le 18 avril 1906, à 5h12, la plaque Pacifique se déplaça brusquement d’environ 6 m vers le nord.
En quelques secondes seulement, cette brusque libération d’énergie, contenue depuis des siècles, provoqua un énorme séisme.
Image d'archive du séisme de San Francisco en 1906. (Library of Congress)
Un autre séisme ébranla San Francisco en 1989 avec pour épicentre Loma Prieta.
En 1994, la Californie a connu un nouveau grand tremblement de terre de magnitude 6,7. Il avait touché la ville de Northridge qui est proche de Los Angeles. Ce séisme avait fait 72 morts et 9.000 blessés.
Le séisme qui secoua Los Angeles le 17 janvier 1997 est imputable à l’activité majeure de la faille de San Andreas.
En décembre 2003, un tremblement de terre d'une magnitude de 6,5 degrés a frappé la côte du centre du "Golden State" . Il a été ressenti de San Francisco à Los Angeles.
A Paso Robles, située à 20km à l'est de l'épicentre, le séisme a fait trois victimes.
Paso Robles après le séisme en 2003. image Hey Paul
Les secousses ont aussi été ressenties à San Franciso, à 265km au nord-ouest de l'épicentre, et dans le centre de Los Angeles, à 300km au sud-est.
Le phénomène a touché, dans une zone de faille connue, une série de failles parallèles à la grande faille de San Andreas.
Le Big One
Les sismologues craignent que des tensions ne s’accumulent dans la section sud de la faille. Ces tensions provoqueraient le séisme du siècle, baptisé « Big One ».
Ils estiment que ce tremblement de terre gigantesque se produira avant 2032.
C’est le 28 septembre 2004 à Parkfield qu’une secousse de magnitude 6 s’est produite. Parkfield est un village de 37 habitants, coupé en deux par la faille de San Andreas.
Séisme de Los Angeles en 1994. image Isiphoto
Le lundi 17 janvier 1994 à 4h31, une violente secousse sismique a ébranlé Los Angeles. Cette ville a été rappelée à la fatale destinée que les experts lui promettent : disparaître dans les prochaines décennies des effets du Big One.
Le séisme était d’une magnitude de 6,6. Il a été ressenti jusqu’à San Diego à 200 km au sud et jusqu’à Las Vegas à 400 km au Nord-Est.
Ce séisme a été suivi de plus de 200 répliques.
Pourtant, ce n’est pas la faille de San Andreas qui en est la cause mais une plus petite, toute proche, qui en 1971, avait provoqué une secousse de magnitude 7 et tué 65 personnes.
De 1857 à 1966, un tremblement de terre de magnitude 6 s’y est produit tous les 22 ans.
Dernières prévisions sur les risques d'un tremblement de terre
Surveillée de très près, la faille de San Andreas a fait l’objet d’une étude en 2008 par l’Institut de géophysique américain (USGS).
Les scientifiques ont regroupé toutes les données assemblées par les différents spécialistes (géologues, sismologues et experts de la géodésie).
Palm Springs qui se situe sur la faille de San Andreas. Bobasonic
Leur rapport indique que la Californie a 99,7% de risques d’être touchée par un tremblement de terre d’une magnitude d’au moins 6,7 avant 2038.
Ces prévisions sont donc très proches de celles qui avaient déjà été effectuées ces dernières années.
La zone la plus menacée serait la section sud de la faille de San Andreas, dans le comté de Riverside, à l’est de Los Angeles. Malheureusement, cette partie de l’Etat est la plus peuplée.
La Planète Terre
De notre point de vue, la Terre semble être une planète énorme, avec des océans immenses, de grands continents et une atmosphère profonde. Avec les progrès de l'exploration de l'espace, nous avons réalisé que notre Terre est petite, avec une atmosphère très fine et fragile, et une surface qui pourrait à chaque instant être privée de toute trace de vie par une collision avec un astéroïde.
Comme les autres planètes du système solaire, la Terre se serait formée au sein d’une masse gazeuse, avec condensation et décantation progressives, sous les effets combinés des forces de gravité et des divers processus de transformation énergétique. Son âge est évalué, par les méthodes radiochronologiques, à 4,55 milliards d’années.
Spécificités de la planète Terre
La Terre gravite autour du Soleil à 149,6 millions de kilomètres en moyenne. Avec une excentricité orbitale de 0,0167, la différence entre périhélie et aphélie est seulement de 5 millions de kilomètres.
La Terre
Ceci explique que les changements de saisons, dus à la variation de chaleur du Soleil, ne soient pas extrêmes ; ce phénomène, combiné avec une atmosphère qui agit comme une couverture chauffante, aide à garder des températures stables.
Formation de cumulus
Toutes les formes de vie sur la planète tournent à la même vitesse orbitale autour du Soleil, à une moyenne de 29,79 kilomètres-seconde. Nous voyageons tous à 108 000 kilomètres-heure.
Ouragan Elena
La Terre est la plus grande et la plus massive des planètes telluriques. Sa vitesse de rotation élevée (23,9345 heures), combinée à son noyau de fer liquide, lui permet de générer un fort champ magnétique.
Formation de nuages de mousson au-dessus de l'Inde centrale
La Terre est une planète stratifiée. Elle possède une structure en couches composée d'un noyau, d'un manteau et d'une croûte, semblable aux planètes inférieures du système solaire.
Le champ magnétique de la Terre
La Terre possède le champ magnétique le plus fort de toutes les planètes inférieures. Il la protège contre les particules chargées du vent solaire. La magnétosphère est la région entourant une planète où le champ magnétique de cette dernière est supérieur à celui du Soleil. La plupart des particules sont déviées autour de la Terre, mais certaines se font piéger dans la magnétosphère, formant des ceintures de particules ionisées et des aurores lumineuses quand ces particules atteignent l'atmosphère.
Aurore boréale . Image Lewis R
Les pôles électriques nord et sud dérivent d'un degré sur plusieurs années et le centre du champ magnétique semble être éloigné d'environ 400 kilomètres du centre géométrique de la Terre. En plus de la dérive du champ magnétique, les "archives" rocheuses indiquent que la polarité du champ magnétique s'inverse de temps en temps. On comprend très mal ce mécanisme, mais un historique détaillé de ces inversions de polarité a été établi sur les 7 derniers millions d'années. Il révèle que les inversions importantes se produisent approximativement tous les 500 000 ans.
Atmosphère
L'atmosphère terrestre est unique dans le système solaire, du fait de la quantité d'oxygène (élément vital) qu'elle possède.
Photo numérisée de la couche d'ozone.
La présence d'un peu de dioxyde de carbone permet à un effet de serre de réchauffer agréablement la planète (un peu plus, et la Terre pourrait devenir aussi chaude que Vénus ; un peu moins, et les températures seraient constamment glaciales).
L'atmosphère terrestre est composée à l'heure actuelle d'environ 78 % d'azote, 20 % d'oxygène, 1 % de vapeur d'eau et 1 % d'argon. On trouve d'autres gaz en plus petite quantité, dont 0,03 % de dioxyde de carbone.
Un cumulus élevé se forme au-dessus de l'île de Java dans l'après-midi.
On considère que les taux de dioxyde de carbone sont restés assez constants au cours de l'histoire récente de la Terre.Un équilibre est ainsi maintenu, la majorité du dioxyde de carbone étant enfermé dans les océans et les roches lithosphériques. Cet équilibre n'a cependant pas toujours existé, et ne continuera pas nécessairement.
Une ligne de nuages orageux le long d'un front de température au-dessus de l'océan Atlantique
La production d'énergie solaire au début de la formation de la Terre était de 10 à 20 % inférieure à celle d'aujourd'hui. Malgré cela, la surface terrestre initiale était suffisamment chaude pour abriter l'eau à l'état liquide et permettre le développement de la vie. De forts taux de dioxyde de carbone, issus de gaz libérés par la planète, ont produit un important effet de serre.
L'île hawaïenne de Oahu. Formation nuageuse lors du réchauffement du sol au cours de la journée
Des facteurs autres que l'effet de serre modifient le climat terrestre, comme l'excentricité orbitale, l'inclinaison (obliquité) de l'axe de rotation et la précession de l'axe. Ces variations, sur des échelles de temps allant de 10 000 à 100 000 années, sont responsables, au cours des quelques dernières centaines de millions d'années, des périodes glaciaires, définies par de basses températures du globe ainsi que par de vastes calottes glaciaires continentales et polaires. Une période glaciaire est accélérée par la forte réflection d'énergie solaire issue de vastes calottes glaciaires.
Etendue de calotte glaciaire continentale et de banquise au cours de la dernière période glaciaire. Notez le bas niveau de la mer
Une modification climatique peut également résulter des activités de l'être humain. De nombreuses activités industrielles ont endommagé la couche d'ozone de la stratosphère qui protège la vie sur Terre du rayonnement ultraviolet.
Les volcans
La Terre est une planète volcanique, ainsi, mis à part d'importantes éruptions ponctuelles sur les continents, l'activité volcanique est continue le long des dorsales océaniques, créant de ce fait une croûte océanique.
Les îles Galapagos se sont formées à partir de la superposition de coulées de lave issues de plusieurs volcans boucliers
Les volcans sont en partie responsables du modelage de la surface terrestre et de l'altération de l'atmosphère primitive.
Cratères d'impact
Une régénération complète de la surface de la Terre a effacé les traces d'impacts de météorites datant de l'intense bombardement du centre du système solaire, il y a plus de 4 milliards d'années. Une grande partie des 200 sites d'impact connus dans le monde se trouvent dans les roches ou les boucliers continentaux les plus anciens, datant de plus de 500 millions d'années. Cependant, des impacts continuent à se produire, en petit nombre, à ce jour.
Cratère météoritique, en Arizona, formé il y a seulement 50 000 ans,est, en fait, l'un des plus jeunes cratères terrestres
En fait, la surface de la Terre devrait plutôt ressembler à celle de la Lune.
Photo d'une météorite. Photo Martin Sanders
Si ce n'est pas le cas, c'est grâce à l'atmosphère qui empêche la chute sur sa surface de nombreuses météorites, aux phénomènes d'érosion et aux forces tectoniques qui renouvellent en permanence le paysage. La Terre porte néanmoins plus de 200 traces d'impacts récents et, bien sûr, elle reste aujourd'hui une cible.
Manicouagan, vestige d'un cratère d'impact dans l'ancien bouclier canadien.
Il y a environ 65 millions d'années, on pense qu'un grand corps est tombé sur la Terre dans la péninsule du Yucatan, en Amérique centrale. Ce corps, probablement un astéroïde ou une comète, a peut-être envoyé assez de débris d'impact dans l'atmosphère pour empêcher la photosynthèse végétale.
Meteor Crater, Arizona, (Barringer).
La datation de l'impact coïncide avec une extinction massive des deux tiers des espèces animales de la planète, dont les dinosaures, ce qui laisse à penser que les gros impacts peuvent entraîner une catastrophe au niveau planétaire. Cest justement parce qu'un impact de ce genre pourrait avoir des conséquences dévastatrices pour la vie, qu'un programme de contrôle et de suivi a été établi, afin de détecter tout astéroïde qui pourrait entrer en collision avec la Terre. De nombreux astéroïdes croisent déjà l'orbite terrestre ; on les appelle les astéroïdes proches de la Terre (NEA).
Le satellite de la Terre
La Lune est l’unique satellite naturel de la Terre.On ne sait pas quand la Lune, notre plus proche voisine, fut découverte, mais elle est sûrement connue de l'humanité depuis des milliers d'années.
Comparatif entre la Terre et la Lune. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa .
La Lune tourne autour de la Terre à une distance moyenne de 384 000 kilomètres. Avec un rayon de 1 738 kilomètres.
La Lune est comparable aux plus gros satellites de Jupiter et de Saturne, et elle est plus grande que la planète Pluton.
La rotation de la Terre en perte de vitesse
C’est l’astronome Edmond Halley qui s’aperçut le premier, au XVII e siècle, que la Terre tournait de moins en moins vite.
La Terre, comme une toupie, tourne de moins en moins vite sur elle-même. Elle boucle son tour aujourd’hui en 24 h mais il ne lui en fallait que 22 il y a 400 millions d’années.
Ce ralentissement aboutira t-il à l’arrêt complet ?
Effets de la rotation
Notre planète n’est pas rigide. Que ce soit le manteau, en interne, ou les océans en externe, ils sont relativement malléables.
La Lune déforme à distance notre globe. Les premiers touchés sont les océans. Lorsque la Lune passe au dessus d’une région, l’eau monte, formant une sorte de bourrelet : c’est la marée haute.
Lorsqu’elle s’en éloigne, l’eau redescend.
La Terre vue par Appolo 17
Selon les fonds, ces différences de niveau peuvent aller de quelques centimètres à une dizaine de mètres.
Le manteau et la croûte sont, eux aussi, soumis à des « marées terrestres ». Ainsi, la France monte et descend chaque jour de 30 à 40 cm.
Ralentissement de la rotation
La grande responsable de ce ralentissement est la Lune. Elle avance moins vite que la Terre. La Lune effectue une rotation sur son axe en 27,3216 jours, ce qui est la durée de sa période orbitale, c'est pourquoi la Lune présente toujours la même face à la Terre.
Pendant très longtemps, le frottement dû aux forces de marée, à l'intérieur du système Terre-Lune, a ralenti la rotation de la Lune. La rotation terrestre a également ralenti. Des anneaux de croissance, dans le corail fossilisé, indiquent que la période des marées était différente il y a 360 millions d’années, et donc que la période orbitale de la Lune devait également être différente.
Emporté par son élan, le bourrelet des marées à tendance à devancer la Lune au lieu d’être parfaitement aligné sur sa trajectoire.
Le satellite tire donc en permanence ces masses d’eau en arrière, freinant la totalité du globe.
Pour être précis, la Terre ralentit de deux millisecondes par siècle. Donc, tous les 200 millions d’années environ, il lui faut une heure de plus pour boucler un tour complet.
De son côté, la Lune s’éloigne de notre planète au rythme de 3,7 centimètres par an.
Nous ne perdrons pas notre Lune. Son orbite va continuer à s'allonger, jusqu'à ce que la longueur d'un jour terrestre soit égale à un mois lunaire. Ceci se produira lorsqu'une journée durera 47 jours, et que le système Terre-Lune aura atteint une synchronisation stable.
Un arrêt complet ?
A force de perdre de la vitesse, la Terre finira t-elle par s’arrêter ?
Au rythme du ralentissement actuel, les marées auront dissipé toute l’énergie de rotation de notre planète dans 4,3 milliards d’années.
A ce moment là, la planète bleue présentera, du côté du soleil, une face carbonisée, et côté sombre, une face gelée.
La vie n’y sera plus possible.
Nous avons encore largement le temps. D’ailleurs, dans 4,3 milliards d’années, le Soleil sera en train de s’éteindre.
L’Univers est en perpétuel mouvement. Tout bouge : les satellites, les planètes, les étoiles et même les galaxies.
La Terre parcourt environ un milliard de kilomètres autour du Soleil. Elle tourne sur elle-même et se balance légèrement sur son axe.
Tous ces mouvements de notre planète, révolution et rotation, ont une influence sur notre quotidien et bien sûr sur l’évolution de la vie.
Rotation de la Terre
Le grand mouvement de révolution de la Terre autour du Soleil s’effectue en 365 jours un quart.
C’est Nicolas Copernic, en 1543, qui a révolutionné nos connaissances astronomiques en affirmant que c’est la Terre qui tourne autour du Soleil et non l’inverse.
En une année, la Terre parcourt 936 millions de kilomètres à la vitesse de 30 km/s, soit 108 000 km/h.
De plus, la Terre tourne sur elle-même : c’est la rotation.
Actuellement, une rotation complète dure presque 24 h.
Depuis sa formation, la Terre est restée sur la même orbite. Par contre, la rotation a varié. Au début de sa vie, la Terre tournait beaucoup plus vite. Les jours ne duraient qu’une dizaine d’heures.
La Lune ralentit la rotation de notre planète. photo jurvetson
Il y a 200 millions d’années, une année comportait 400 jours d’un peu moins de 22 heures. Actuellement, ils augmentent de 0,002 secondes par siècle.
Cela signifie que nous nous levons chaque matin un peu plus tard.
Ce ralentissement est dû en partie à l’influence de la Lune et ses marées. Sans la Lune, la Terre ne serait pas ce qu’elle est et nous n’existerions peut-être pas.
Le couple Terre-Lune
A cause des effets de marée, la rotation de la Terre est toujours ralentie. La Lune s’éloigne inexorablement de nous.
Si la Terre était isolée, sa rotation n’aurait jamais changé. Mais, sa proximité avec la Lune et le Soleil l’a freinée.
La Terre et la Lune. Image Bluedharma
Imaginez que c’est comme une sorte de « frottement ». Appliquez une barre de fer contre une roue qui tourne. La roue tournera moins vite et finira par se déformer. Quand les astres sont proches les uns des autres, ils se déforment.
Cette déformation induit une perte d’énergie et donc une modification des vitesses de rotation et de révolution.
Lune en bord de mer. Image ZEDZAP>Nick
Les différents points du globe subissent une attraction différente car tous ne sont pas situés à la même distance de la Lune.
La Terre est alors déformée car la rotation n’est pas uniforme. C’est pourquoi notre planète est aplatie aux pôles.
La Terre n’est pas ronde mais plutôt cabossée.
La rotation de la Terre ralentie de manière inexorable, perdant une seconde tous les 600 ans.
La Lune influence directement les marées. Image Hamed Saber
La Terre risque-t-elle un jour de s’arrêter ?
Le jour où la rotation de la Terre sur elle-même aura diminué au point d’être égale à celle de la révolution de la Lune autour de la Terre, il n’y aura plus de ralentissement.
Alors la Terre présentera toujours la même face à la Lune.
En clair, certains verront toujours la Lune et les autres jamais.
Il faudra attendre quelques milliards d’années pour que cette synchronisation entre la Terre et la Lune s’effectue. La Lune sera alors largement éloignée de nous.
Cet éloignement aura une influence directe sur la longueur du jour. Un mois sera équivalent à environ 50 jours et les journées comme les nuits seront beaucoup plus longues.
Arc-en-ciel en Pennsylvanie. Image Nicholas_T
Il ne faut pas oublier que le mois est une unité lunaire. Plus la Lune s’éloigne, plus la durée des mois augmente.
Rassurez-vous, contrairement à ce qui se passe dans Cosmos 1999, nous ne perdrons jamais la Lune car la synchronisation s’effectuera avant qu’elle ne sorte de la sphère d’influence de la Terre.
Conséquences des mouvements de la Terre
L’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre est responsable des écarts de température, c’est-à-dire des saisons.
Plus l’axe est incliné, plus ces écarts sont grands.
Coucher de Soleil en automne. Image James Jordan
Toute modification de cette inclinaison de l’axe de rotation de la Terre aurait pu avoir des répercussions dramatiques sur l’évolution de la vie.
Une trop grande amplitude de variations de température n’aurait pas été favorable au développement de la vie.
Imaginez ce qui se passerait si l’ensemble du globe connaissait successivement des températures glaciales et des sécheresses.
La Lune, en tournant autour de la Terre, a stabilisé l’inclinaison de son axe.
Au début de la naissance de notre planète, la Lune apparaissait bien plus grosse qu’aujourd’hui puisqu’elle était plus proche de la Terre.
Dans le futur, elle apparaîtra plus petite car plus lointaine et nous ne pourrons plus admirer les superbes éclipses.
Pleine Lune en Argentine. Image Irargerich
Il a vraiment fallu un enchaînement de circonstances extraordinaire pour que la vie s’épanouisse sur Terre.
Si la Terre n’avait pas eu la masse appropriée ; si elle n’avait pas été à la bonne distance du Soleil, lui-même ni trop gros, ni trop petit ; si la Terre n’avait pas été accompagnée de la Lune, la vie ne serait pas née et nous ne serions pas là pour en parler.
On peut donc affirmer que l’apparition de la vie n’a tenu qu’à un fil. Cela explique pourquoi les scientifiques restent sceptiques sur l’existence d’autres formes de vie dans l’univers.
Nous ne parlons pas bien sûr de formes microscopiques.
La vie a pu évoluer sur notre planète grâce à un enchainement favorable des paramètres. Image Paulo Brandao
Cependant, il nous faut sans doute imaginer des mondes très différents du nôtre et qui ont pu donner naissance à des espèces également très différentes de celles que nous connaissons.
Il nous reste moins de 4 milliards d’années pour mettre en œuvre une technologie qui nous permette de coloniser l’univers. Il nous faudra alors chercher, non pas une autre Terre, mais une nouvelle Terre.
Comme l’a si joliment dit Konstantin Tsiolkovski « La Terre est notre berceau, mais on ne reste pas éternellement dans son berceau ».
En ce qui nous concerne, ce sera une obligation et non une simple option.
La tectonique des plaques permet d’expliquer la formation et l’évolution de la croûte terrestre au cours des temps géologiques.
Selon cette théorie, les continents et les fonds océaniques sont formés de plaques qui flottent sur l’asthénosphère.
Les limites entre chaque plaque sont le lieu de la majorité des volcans et des tremblements de terre.
A l’échelle des temps géologiques, la croûte de la Terre ne cesse de bouger. Ses mouvements incessants creusent d’immenses fissures au fond des océans, poussent les continents et soulèvent les grandes chaînes de montagnes.
La tectonique des plaques
Si on découpe sur une carte l’Afrique, l’Europe et l’Asie, l’Amérique du Nord et du Sud et l’Australie, il est facile de les regrouper en un seul ensemble.
On peut constater par exemple que l’Afrique s’emboîte dans l’Amérique du Sud.
L’Afrique de l’ouest et le Brésil ne formaient qu’un seul continent.
Certains fossiles vieux de 200 millions d’années se retrouvent sur ces deux continents mais nulle part ailleurs.
Les plaques lithosphériques se déplacent à la surface de la Terre depuis plusieurs centaines de millions d’années.
A ce jour, elles avancent de 2 à 20 cm par an. L’Atlantique repousse les Amériques vers l’ouest ; l’Arabie se sépare de l’Afrique et l’Inde remonte vers l’Asie, soulevant l’Himalaya.
C’est la plaque pacifique qui génère de violents séismes et éruptions volcaniques en Asie de l’Est.
Le Kilauea sur la plaque Pacifique. C'est le plus jeune volcan d'Hawaï et l'un des plus actifs au monde. By Steve Navarro
Les limites médio océaniques où la croûte océanique est crée sont également le lieu d’une activité volcanique et tectonique sous-marine intense.
Les séismes sous-marins provoquent des tsunamis.
Configuration de la Terre depuis le Trias
La terre au Trias
La Terre au Jurassique
La Terre au Crétacé
La Terre au Paléocène et Eocène
La Terre à l'Oligocène et le Miocène
La Terre au Pliocène
La Terre au Pléistocène
La Terre à l'Holocène
Les plaques océaniques
Les plaques océaniques sont crées au niveau des rides médio océaniques.
A ces endroits, la croûte océanique est très fine, quelques kilomètres d’épaisseur.
De la lave arrive en permanence à la surface par de grandes fissures longues de milliers de kilomètres.
Les fissures, appelées rifts océaniques, se remplissent ainsi de lave, laquelle refroidit en se rapprochant de la zone au contact de l’eau.
Bora-Bora. By Rachel the Cat
Les laves cristallisent alors sur chaque mur de la fissure, fabriquant ainsi la nouvelle croûte océanique en écartant la croûte la plus ancienne.
Cet écartement s’effectue à la vitesse de quelques centimètres par an.
Ainsi, l’Europe et l’Amérique du Nord étaient presque jointes il y a 150 millions d’années.
Séisme et formation des montagnes
La surface du globe étant constante, les plaques fabriquées sont détruites à un autre endroit.
Lors d’une collision, la plaque océanique a tendance à passer sous la plaque continentale. Cela forme une zone de subduction.
Ces mouvements se traduisent par un tremblement de terre.
Les grandes chaînes de montagnes sont une expression très visible du mouvement des plaques.
Paysage du Tibet . Midui Glacier. By reurinkjan
Tous les types de collisions, que ce soit entre plaques continentales ou plaques océaniques et plaques continentales, concourent à la formation des montagnes.
L’Himalaya est un bon exemple de ce processus. La chaîne himalayenne est le résultat de la collision entre la plaque indienne et la plaque asiatique, qui a débuté il y a environ 50 millions d’années et se poursuit à raison de 5 cm par an.
Toute la bordure sud de la plaque asiatique est soulevée et forme les hauts plateaux du Tibet.
Les plaques terrestres
On distingue six grandes plaques continentales qui se joignent sous les océans. Il existe aussi une dizaine de petites plaques dont la plupart sont totalement sous-marines comme la septième grande plaque Pacifique.
Les sept grandes plaques:
Amérique du Nord
L’Amérique du Nord est la sixième plus grande plaque. Elle s’est détachée des plaques de l’Eurasie, de l’Afrique et de l’Amérique du Sud quand le super continent de la Pangée a commencé à se scinder au Jurassique.
C’est à ce moment là que l’Atlantique a commencé à s’ouvrir entre l’Afrique et l’Amérique du Sud d’une part, et l’Amérique du Nord et l’Europe d’autre part.
Les régions qui formeraient plus tard l’Antarctique, l’Inde et l’Australie commencèrent à s’éloigner du reste de la Pangée.
Le climat était chaud, sans calotte polaire et le niveau de la mer était élevé.
La superficie globale de cette plaque est de 62 millions de km². La plus grande ville qui s’y trouve est New York.
La collision continue de cette plaque avec la plaque pacifique a créée des montagnes assez récentes à l’ouest de l’Amérique du Nord.
A l’est, le massif des Appalaches résulte de collisions survenues avant le Paléozoïque.
La subduction actuelle des plaques Cocos et Rivera explique l’activité volcanique de la ceinture mexicaine.
Amérique du Sud
La plus petite plaque lithosphérique est à moitié submergée par l’Atlantique. C’est la plus rapide de toutes les plaques et sa plongée provoque des séismes et des éruptions volcaniques tout le long du massif andin.
Sa superficie globale est de 60 millions de km². La plus grande ville qui s’y trouve est Sao Paulo.
Eurasie
La plaque Eurasie rassemble plus de 75% de la population mondiale avec notamment une forte densité sur le sous-continent indien, en Asie du Sud-est et en Chine.
Sa superficie globale est de 90 millions de km². La plus grande ville est Tokyo avec 32,2 millions d’habitants.
A l’ouest, la plaque de l’Amérique du Nord s’écarte sous l’effet de l’expansion de l’Atlantique.
A l’est, la subduction des plaques du Pacifique et des Philippines engendre une région insulaire volcanique qui englobe le sud du Japon et les Philippines.
Au sud, la dérive vers le nord des plaques indienne et australienne crée un point de collision active : Cette collision continue soulève l’Himalaya.
Afrique
Les traits les plus caractéristiques de cette plaque sont :
Le Rift Valley qui s’est ouvert au cours des 30 derniers millions d’années, depuis que le continent a lentement commencé à se fendre.
La dorsale médio-atlantique est une longue chaîne de montagnes sous-marines sur la bordure ouest de la plaque africaine.
Le Kilimandjaro est le plus haut sommet d’Afrique (5 895 m). Il s’est formé il y a environ 1,8 millions d’années.
Pacifique
Il y a environ 85 millions d’années, il existait plusieurs plaques dans le Pacifique. Mais, elles ont peu à peu disparu sous les Amériques.
La plaque Pacifique dérive d’environ 10 cm par an vers le nord-ouest.
Elle est presque encerclée par une chaîne de volcans actifs appelée la ceinture de feu. Les zones qui forment la ceinture de feu sont caractérisées par une grande activité volcanique et sismique.
Cette plaque est ponctuée d’îles volcaniques comme Hawaï sur lequel se trouve le Kilauea, l’un des volcans les plus actifs au monde.
Elle comporte également le point le plus bas du globe qui se trouve dans la fosse des Mariannes, là où elle glisse sous la plaque des Philippines (fosse du Challenger à 11 033 m de profondeur).
Australie
L’Australie, la Nouvelle-Guinée et l’Antarctique se sont détachés des autres continents il y a environ 200 millions d’années.
L’Australie ne se détacha de l’Antarctique qu’à la fin de l’Eocène (33,7 millions d’années)
L’Australie est l’un des continents les plus stables.
Antarctique
Hormis de hauts sommets montagneux, le continent Antarctique est presque entièrement recouvert par une calotte glaciaire.
La chaîne transantarctique comprend deux des trois volcans de l’Antarctique qui sont entrés en éruption depuis 1 900 avec notamment le Mont Erebus. Son sommet recouvert de glace projette tous les jours des bombes volcaniques et des jets de vapeur.
Notre planète a subi de nombreuses modifications au cours des ères géologiques. Les continents se sont éloignés puis rapprochés de nombreuses fois avant d'atteindre leur position actuelle. Ce phénomène entre dans le cadre de la théorie dite de la tectonique des plaques.
La subdivision du temps
L’ensemble des périodes géologiques a été décomposé en 16 périodes. Chacune de ces périodes contient des restes fossilisés caractéristiques.
L’ensemble de ces 16 périodes est précédé d’une phase dite azoïque c’est-à-dire dénuée de toute vie.
Les 16 périodes ont été regroupées en trois ères distinctes :
Le Paléozoïque (540-250 millions d’années) du grec « palaios » (ancien) et « zoos » (vie) comprend : Cambrien, Ordovicien, Silurien, Dévonien, Carbonifère, Permien
Le Mésozoïque (250-65 millions d’années) (meso pour moyen) comprend : Trias, Jurassique, Crétacé
Le Cénozoïque (65-aujourd’hui) (ceno pour récent) comprend : Paléocène, Eocène, Oligocène, Miocène, Pliocène, Pléistocène, Holocène
Au Paléozoïque supérieur, et plus précisément à la fin du Permien, les continents s'unirent pour former une masse continentale unique appelée « Pangée », différenciée climatiquement en deux supercontinents , l'un au nord (l’Euramérique ou Laurasie), l'autre au sud (le Gondwana).
La réunification des blocs continentaux coïncide avec la disparition de certains groupes d'invertébrés marins, parmi lesquels les trilobites et les graptolithes.
Au Mésozoïque, à la période jurassique, les continents commencèrent à s'éloigner l'un de l'autre, et de nouveaux océans se formèrent, dont l'océan Atlantique. Les fossiles viennent confirmer ces mouvements de dérive avec par exemple des fossiles de dinosaures dont des exemplaires se trouvent sur des continents séparés aujourd’hui.
On ne pouvait pas comprendre comment ces animaux avaient réussi à traverser les océans pour occuper des îles isolées comme l'Australie, le mystère fut levé lorsqu'on établit qu'à l'époque où vivaient ces dinosaures, les masses continentales étaient réunies : ce groupe de reptiles avait donc pu peupler des zones du globe aussi éloignées aujourd'hui.
Note sur les cartes : Sur les cartes en forme de mappemonde, les zones située sur la face « cachée » du globe ont été rabattues. Les lignes en pointillé indiquent les emplacements des côtes de nos continents modernes.
Les eaux peu profondes apparaissent en bleu clair, les eaux profondes en bleu foncé.
Cambrien
Il y a 540 millions d'années.
Au cours des ères géologiques passées, la position géographique des continents et des océans a subi de continuelles variations. Sur la carte ci-dessous est reconstituée la disposition des continents durant la période cambrienne, il y a environ 570 millions d'années.
Les continents n'existaient pas comme nous les connaissons, mais formaient quatre masses isolées,séparées par des mers profondes, et correspondant à l'Europe, à l'Amérique du Nord, à l'Asie et à un bloc constitué par l'union de ce qui est maintenant l'Amérique du Sud, l'Afrique, l'Australie, l'Antarctique et l'Inde.
Carbonifère
Il y a 355 millions d'années.
Du carbonifère supérieur au Permien inférieur, il y a deux grands continents : L’Euramérique ou Laurasie et le Gondwana. Trois autres parties de terre constituent les prémices de l’Asie.
Durant la période carbonifère, l'Europe était unie à l'Amérique du Nord et les continents de l'hémisphère méridional formaient une seule masse séparée des autres continents, tandis que l'Asie était isolée.
La soudure de l'Asie et de l'Europe amena plus tard la formation de la chaîne de l'Oural.
Permien
Il y a 290 millions d'années.
A la période permienne, il y a approximativement 290 millions d'années, les continents commencèrent à se rapprocher.
Au Permien supérieur, les continents étaient réunis en une masse unique appelée Pangée. Ce grand continent était entaillé à l'est par un golfe océanique (mer primitive) baptisé Téthys.
Jurassique
Il y a 205 millions d'années.
Déjà au début de l'ère mésozoïque, voici à peu près 220 millions d'années, le continent unique, ou Pangée, commença à se disloquer.
Au Jurassique moyen, des couloirs maritimes se forment le long des côtes est de l’Afrique.
L’océan Atlantique apparaît et l’Amérique du Nord commence à se séparer de l’Europe.
Crétacé
Il y a 142 millions d’années
Au Crétacé inférieur, la mer s’est répandue autour de la pointe sud de l’Afrique. L’Amérique du Nord et du Sud se séparent.
Des mers apparaissent au nord et séparent l’Europe et l’Asie.
L’Inde s’est détachée du Gondwana et commence son long périple vers le nord.
Au Crétacé supérieur, il y a deux blocs continentaux dans l’hémisphère Nord. L’un comprend l’Asie et la partie ouest de l’Amérique du Nord alors que l’autre regroupe l’Europe et la partie est de l’Amérique du Nord.
Eocène
Il y a 53 millions d'années.
Au cours de l'Eocène, après la dislocation du continent unique advenue au Mésozoïque, qui a entraîné l'ouverture de l'océan Atlantique, la disposition des continents est presque semblable à celle d'aujourd'hui.
Toutefois, l'Antarctique est encore unie à l'Australie, tandis que l'Inde n'est pas encore venue au contact du continent eurasiatique.
Actuellement. Période de l’Holocène
La disposition actuelle des continents dérive fondamentalement des évènements survenus au cours de l'ère tertiaire.
Le mouvement du bloc africain vers le nord et celui de l'Inde vers le nord-est, ainsi que leur soudure au bloc eurasiatique, ont donné lieu à ces plissements qui ont déterminé la formation des Alpes et de l'Himalaya. Dans le même temps, l'Australie elle aussi s'est déplacée vers le nord, pivotant sur elle-même jusqu'à occuper sa position actuelle. L'océan Atlantique tend encore aujourd'hui à s'élargir, cependant que l'océan Pacifique tend lui, au contraire, à se rétrécir, à cause de l'avancée des deux Amériques et des deux arcs insulaires asiatiques.
Il faut bien reconnaître que si nous connaissons bien aujourd’hui la surface de Mars, nous en savons encore bien peu sur la structure interne de notre planète, la Terre.
Bien sûr, nous n’en sommes plus à donner crédit aux aventures rocambolesques de Jules Vernes. Le voyage au centre de la Terre a été relégué dans le domaine de la science-fiction depuis longtemps.
Cependant, des zones d’ombre subsistent.
Structure du centre de la Terre
Il y a à peine 150 ans, les savants étaient persuadés qu’un grand feu central existait au centre de la Terre.
Après tout, les volcans ne crachent-ils pas un mélange de fumée et de roches en fusion ?
Mais l’invention du sismographe a bouleversé nos connaissances sur les entrailles terrestres.
Le sismographe permet au géophysicien d’enregistrer les ondes sismiques. Quand une secousse se produit, des ondes se propagent dans la Terre. Elles se réfléchissent sur ses différentes couches :
La croûte externe
Le manteau intérieur
Le noyau central
Ces ondes se rétractent et ressortent à la surface. L’examen de ces ondes informe donc sur la nature du milieu qu’elles ont traversé.
Structure de la Terre
| La croûte | |
| le manteau supérieur | |
| zone de transition | |
| Manteau inférieur | |
| Couche D | |
| Noyau externe metallique liquide | |
| Noyau externe metallique solide |
Les trois zones principales possèdent des caractéristiques chimiques différentes:
La croûte terrestre est composée d'une fine couche de roche solide, généralement de 8 kilomètres d'épaisseur sous les océans, mais en moyenne de 45 kilomètres d'épaisseur sous les continents.
Le manteau est constitué de roche solide, principalement des silicates de magnésium et de fer. Le manteau supérieur fait partie de la lithosphère de roche rigide, dure et froide qui inclut la croûte.
La température et la pression augmentent avec la profondeur.
L'asthénosphère atteint une profondeur d'environ 350 kilomètres avant que l'augmentation de la pression ne renforce la résistance des roches. Cette région, qui descend jusqu'à la limite entre le noyau et le manteau, à environ 2 880 kilomètres de profondeur, s'appelle la mésosphère.
Le noyau de la Terre est majoritairement composé de fer métallique, avec de moindres quantités de nickel et d'autres éléments. A l'extérieur du noyau, la température et la pression s'équilibrent de telle façon que le fer en fusion est présent sous forme liquide.
C'est dans la partie externe du noyau, constituée de fer liquide mobile, que la convection induit le champ magnétique de la Terre
La présence de fer liquide dans le noyau est notamment révélée par l'existence d'un fort champ magnétique autour de la Terre. La pression à l'intérieur du noyau (à environ 5 000 kilomètres de profondeur) est si forte que le fer devient solide.
Si on connaît bien la composition du noyau terrestre, par contre, on ne sait presque rien de la zone de contact située à 2 900 Km sous nos pieds (CMB core mantle bondary), entre ce noyau liquide et le manteau rocheux (solide).
Un continent englouti
L’essai nucléaire effectué par la Chine en 1993 a été l’occasion pour les géophysiciens de reconstituer une image tridimensionnelle des profondeurs de la Terre.
Cette étude n’a fait que rendre plus épais le mystère.
En effet, certains chercheurs ont cru déceler sur cette image des morceaux d’un ancien continent englouti qui flotterait à la surface du noyau.
Rappelons qu'un séisme est une secousse qui se manifeste à la surface de la Terre. L'écorce terrestre est constituée de plusieurs plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres.
C'est ce qu'on appelle la tectonique des plaques.
Mais ce déplacement n'est pas régulier et se fait par à-coups. Les séismes naissent au niveau des zones de contact des plaques. Chaque déplacement provoque un tremblement de terre.
Il arrive qu’une plaque plonge sous l’autre et se désagrège dans le manteau.
Si l’hypothèse de ce continent englouti était exacte, cela impliquerait que certains fragments ont plongé à 2 900 Km de profondeur.
L’autre sujet de controverse est la nature de la graine solide. Certains chercheurs se demandent si la graine ne serait pas, en fait, un énorme cristal de fer.
Les progrès de la science ont chamboulé toutes nos vieilles certitudes. De nouvelles hypothèses sont aujourd’hui d’actualité et ne manqueront certainement pas dans le futur de déboucher sur des découvertes passionnantes.
