Expansion terrestre

Expansion terrestre
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L'écartement des masses continentales tandis que le rayon terrestre augmente, créant un nouveau plancher océanique.
Mouvements des continents au fur et à mesure de l'expansion de la Terre. À gauche l'océan Atlantique, à droite l'océan Pacifique.

L'expansion terrestre est une théorie selon laquelle les déplacements des continents et l'évolution de la lithosphère sont la conséquence d'une augmentation importante et accélérée de la surface et donc du volume de la Terre. La plus récente estimation de l'augmentation de surface (basée sur la quantification et la datation des lithosphères océaniques et continentales et certaines suppositions) est un quadruplement depuis 250 millions d'années, soit un doublement du rayon terrestre durant cette période, pour une croissance actuelle d'environ 20 mm/an[1].

Cette théorie fut une des premières théories mobilistes[2] qui ait été proposée en géosciences[3], avant même la dérive des continents d'Alfred Wegener (voir historique). Elle acquit une certaine popularité durant les années 1960[4], mais ne parvint jamais à s'imposer face à la théorie concurrente de la tectonique des plaques[4],[5],[6],[7]. La théorie de l'expansion terrestre est aujourd'hui considérée comme erronée et obsolète par le consensus scientifique. Les quelques géologues et géophysiciens qui la soutiennent au début du XXIème siècle sont majoritairement des disciples du géologue australien Samuel Carey.

Age du plancher océanique, dans le Pacifique occidental et dans l'Atlantique méridional.

Sommaire

Dérives pseudoscientifiques

Le caractère spectaculaire de la théorie de l'expansion terrestre, son abandon par la communauté scientifique et ses implications dans des domaines scientifiques aussi variés que la physique ou la paléontologie, sont à l'origine d'une forte attraction pour de nombreux non scientifiques et pseudo-scientifiques, voire pour certains mouvements créationnistes[8]. Ils se présentent généralement en militants de la théorie, souvent à tendance conspirationiste, et même parfois comme auteurs à part entière de cette théorie comme par exemple le célèbre dessinateur américain Neal Adams. Le militantisme d'Adams se manifeste notamment par la confection de vidéos explicatives accessibles via son site web personnel[9] ou via Youtube.

Historique de la théorie

Ivan Osipovich Yarkovsky (en), en 1888, cherchant à reformuler la gravitation, fonda une théorie basée sur les flux d'éther. Selon ses hypothèses, il déduisit que l'éther était absorbé par les corps célestes donc que leur masse devait s'accroître[10].

Roberto Mantovani (en) évoqua l'hypothèse de l'expansion en 1889 puis en 1909[3],[11],[12]. Dans la seconde publication, il supposa qu'un seul et unique continent couvrait la surface d'une Terre plus petite. Sous l'effet de l'activité volcanique, la Terre grossit, puis ce continent se scinda en plusieurs morceaux qui s'éloignèrent, laissant les océans emplir les rifts[12].

Alfred Wegener (qui introduisit le nom de Pangée) vit des similarités avec sa propre théorie (qui décrit une dérive des continents à la surface d'un globe terrestre au rayon supposé fixe[13]) :

« Dans un court article, en 1909, Mantovani exposa certaines idées au sujet des déplacements continentaux et les expliqua d'une manière qui diffère en partie de la mienne, mais dont certains points s'accordent étonnamment, notamment le groupement initial de tous les continents de l'hémisphère sud autour de l'Afrique[13]. »

Dans les années 1920, l'idée que la Terre change de volume commença à se diffuser, avec notamment les ouvrages du russe Bogolepov et des géophysiciens allemands B. Lindemann, puis Ott Christoph Hilgenberg (en)[14],[15].

Samuel Carey

Par la suite, le concept fut exploré par plusieurs scientifiques, mais c'est sans doute le géologue australien Samuel Carey, un des pères de la tectonique des plaques[16],[17], qui fit la plus importante contribution au XXeme siècle[18],[19]. Carey fut un pionnier en géologie et fut un farouche défenseur du concept de la dérive des continents, s'opposant notamment au physicien britannique Harold Jeffreys[20], et l'enseigna de 1946 à 1956 à l'université de Tasmanie[21], où il était professeur fondateur de la chaire de géologie[17]. Il fut un des premiers à proposer un modèle où l'expansion des fonds océaniques est compensée par leur subduction[16],[22],[18], basé sur ses travaux de thèse soutenus en 1938[23] et les travaux de Kiyoo Wadati[24] et Hugo Benioff[25]. Mais sa publication sur le sujet soumise en 1953 fut rejetée par le Journal of Geophysical Research, car jugée « naïve et non publiable » par les évaluateurs[18]. Il re-proposa son manuscript de 1953 à titre historique en 1972 au même journal, qui le rejeta à nouveau sur le principe qu'un article refusé une fois ne pouvait plus être accepté[22]. En 1956, il abandonna le concept de compensation par subduction au cours du symposium sur la dérive des continents[16] qu'il avait organisé à Hobart, ce qui le conduisit à la théorie de l'expansion terrestre. Il introduisit de nombreux nouveaux concepts en géologie propre à la théorie de l'expansion terrestre[18], comme l'orogénèse par diapirisme (orocline[26]). Il défendit cette théorie (l'affinant progressivement[27],[28],[29]) jusqu'à sa mort en 2002.

Le développement scientifique de la théorie au début du XXIeme siècle est assuré entre autres par les géologues australiens James Maxlow[1],[30],[31],[32],[33],[34], Cliff Ollier[35] et Donald Findlay[36], le géophysicien Italien Giancarlo Scalera[37],[38], les géologues polonais Stefan Cwojdziñski[39],[40], Jan Koziar [41] et Leszek Jamrozik[42], le biogéographe Dennis McCarthy[43],[44], le géologue américain Andrew Kugler[45], le géologue russe Yu Chudinov[46],[47]. Un workshop réunissant les spécialistes de cette théorie s'est tenu à l'école internationale de géophysique d'Erice en Sicile du 4 au 9 octobre 2011[48].

Mécanismes physiques susceptibles d'expliquer l'expansion

Modèles à masse constante

Les modèles à masse constante impliquent que par le passé, la densité moyenne de la terre était très nettement supérieure à sa densité moyenne actuelle (5.5). Par exemple un doublement du rayon terrestre en 250 millions d'années implique une multiplication par huit du volume durant cette période, et donc une densité moyenne de 44 au Trias, alors que la densité actuelle du noyau interne de la Terre est de 13. Si la constante gravitationnelle est restée constante, ceci implique que l'accélération gravitationnelle en surface aurait été de 39 m/s² il y a 250 millions d'années, ce qui aurait nécessité des adaptations physiologiques et morphologiques majeures de la faune et la flore du Trias (en comparaison, à densité constante et pour un rayon deux fois inférieur au rayon actuel, la gravité de surface aurait été d'environ 4,9 m/s² ce qui ne nécessite que des adaptations mineures et favorise même le gigantisme[49] ou l'apparition du vol).

Variation de la constante gravitationnelle

Vers 1938, le physicien Paul Dirac suggéra que la constante gravitationnelle avait diminué depuis les milliards d'années d'existence de l'Univers. Cela conduisit le physicien allemand Pascual Jordan à modifier la relativité générale et à proposer en 1964 que toutes les planètes grossissent lentement[50]. Jordan pensait que la Terre aurait pu avoir doublé de rayon dans les dernières centaines de millions d'années. Des mesures récentes de variations possibles de la constante gravitationnelle[51] montrent cependant une limite haute de 5×10-12, alors que la théorie de Jordan exige une variation au moins 10 fois plus importante.

Transition de phase

Cette hypothèse basée sur une transition de phase de matériaux du manteau et/ou noyau de la terre, a été formulé plusieurs fois au cours de l'histoire de la théorie, par Lindemann[52], Halm[53], Laszlo Egyed[54],[55], et Owen[56],[57]. Les matériaux très denses passent sous une forme moins dense, et ce changement de densité fait augmenter le volume de la terre.

Terre hydrurée

Cette hypothèse est en fait une variante des modèles à transition de phase. L'hypothèse de la Terre hydrurée a été proposée par le géologue russe Vladimir Larin (en). L'hypothèse en est que le noyau terrestre est composé d’hydrures métalliques[58]. Selon cette théorie les métaux contenant de l’hydrogène peuvent avoir une densité plus importante. Par conséquent, la libération de l’hydrogène sous l’effet de la température et de la pression provoque la diminution de la densité du métal et donc l’augmentation du volume. De plus, l’apparition de l’eau sur la surface de la Terre est expliquée dans ce cas par l’hydrogène qui s’échappe du noyau terrestre.

Décompression globale

Le physicien américain J. Marvin Herndon (en) a proposé que la Terre avait été une géante gazeuse dont l'atmosphère aurait été soufflée lors d'un épisode d'activité solaire violent. Le noyau solide de la géante gazeuse initiale se serait alors progressivement décompressé à partir d'un volume représentant 65% du volume actuel[59].

Modèles à masse croissante

Les modèles à masse croissante impliquent un apport considérable de matière au sein de la Terre, en contradiction apparente avec les lois physiques connues. Par exemple, un doublement du rayon terrestre en 250 millions d'années avec densité constante implique une multiplication par huit de la masse sur cette période, soit un gain d'environ 5,2×1024 kg.

Influx d'éther

Ce fut la toute première hypothèse avancée en 1888 par le physicien russe Ivan Osipovich Yarkovsky (en). L'éther absorbé par la terre serait transformé en éléments chimiques, forçant l'expansion de la planète. Cette hypothèse était en relation avec son explication mécanique de la gravitation[10]. Cette hypothèse fut reprise plus tard par Ott Christoph Hilgenberg (de) avec une transformation de l'éther-énergie en matière normale[14],[60].

Influx de neutrinos

Konstantin Meyl (de) a proposé en 2004 que l'absorption des neutrinos par la Terre pourrait provoquer une expansion du globe[61]. À partir de cette hypothèse, Meyl prédit que les éclipses de Soleil accroissent la probabilité des séismes, dans les zones ombragées. Mais jusqu'à présent, aucune corrélation n'a pu être établie entre éclipses et séismes ; les mesures actuelles de la masse du neutrino rendent également cette hypothèse difficilement tenable[réf. nécessaire].

Influx de monopôles magnétiques

Claude Deviau soumet également l'hypothèse que les monopôles magnétiques théorisés par Georges Lochak (ancien directeur de la Fondation Louis-de-Broglie) sous forme de leptons magnétiquement excités, venant du Soleil et convergeant vers les pôles, devraient produire au moins de l'hydrogène au cœur de la croûte terrestre et dans le manteau[62]. Cette hypothèse donne une piste quant à une accumulation possible de matière dans la Terre. De plus, ces monopôles magnétiques ont la particularité de favoriser les fusions nucléaires via la force faible[63], et permettrait d'expliquer les transmutations nécessaires à l'obtention de la diversité observée en éléments chimiques au sein de la Terre. Cependant, et malgré des efforts considérables dans cette direction, on n'a jamais encore détecté les monopôles magnétique tels qu'envisagés par Dirac. En revanche, les monopôles magnétiques prévus par Georges Lochak sont des neutrinos, et ils sont donc détectés depuis 1956.

Notes et références

  1. ↑ a et b James Maxlow (2001), Quantification of an Archaean to Recent Earth Expansion Process Using Global Geological and Geophysical Data Sets, 2001. Thèse de science soutenue à l'Université de Curtin, Australie
  2. ↑ définition de mobilisme et fixisme en géologie
  3. ↑ a et b Roberto Mantovani, Les fractures de l’écorce terrestre et la théorie de Laplace, journal Bull. Soc. Sc. et Arts Réunion, pp. 41-53, 1889
  4. ↑ a et b « Carey's unorthodox cosmo-geophysical theory attracted considerable interest in the 1960s but never succeeded in serious challenging the successful theory of plate tectonics and sea-florr spreading. » dans Helge Kragh, Conceptions of cosmos, p. 198, 2007, Oxford University Press, ISBN 9780199209163
  5. ↑ Xavier Le Pichon, Sea-floor spreading and continental drift, Journal of Geophysical Research, vol. 73-12 , 15 juin 1968, p. 3661, DOI:10.1029/JB073i012p03661
  6. ↑ Voir par exemple « since the mid-sixties it is well-established that mid-oceanic ridges are areas of lithosphere production, while subduction zones are areas where lithosphere is being consumed (destructive plate margin). » dans Kurt Stüwe, Geodynamics of the lithosphere, 2007, Springer, ISBN 978-3-540-71236-7, p. 16.
  7. ↑ Voir par exemple le cas de Bruce Heezen (en).
  8. ↑ Voir par exemple, sur ce dernier point, http://creationwiki.org/Expanding_earth_theory.
  9. ↑ Site web de Neal Adams sur l'expansion terrestre
  10. ↑ a et b Yarkovsky I. O., Hypothèse cinetique de la Gravitation universelle et connexion avec la formation des elements chimiques, 1888
  11. ↑ Roberto Mantovani, L’Antarctide, journal « Je m’instruis. La science pour tous », vol. 38, pages 595-597, 1909
  12. ↑ a et b Giancarlo Scalera, Roberto Mantovani an Italian defender of the continental drift and planetary expansion[1], mai 2003
  13. ↑ a et b A. Wegener, The Origin of Continents and Oceans, éditeur Courier Dover Publications, 1966, ISBN 0-486-61708-4
  14. ↑ a et b O.C. Hilgenberg, Vom wachsenden Erdball, Berlin, 1933, Giessmann & Bartsch, 56 p..
  15. ↑ Giancarlo Scalera, T. Braun, Ott Christoph Hilgenberg in twentieth-century geophysics[2], mai 2003
  16. ↑ a, b et c Carey, S. W. (1958), The tectonic approach to continental drift, dans Carey 1958.
  17. ↑ a et b http://www.science.org.au/fellows/memoirs/carey.html
  18. ↑ a, b, c et d Giancarlo Scalera, Samuel Warren Carey - Commemorative memoir[3], mai 2003
  19. ↑ Andrew Alden, Warren Carey, Last of the Giants
  20. ↑ S. W. Carey (1955), Wegener's South America-Africa Assembly, Fit or Misfit?, Geological Magazine, vol. 92-3, p.196, 1955, DOI:10.1017/S0016756800063548
  21. ↑ entretien avec Carey
  22. ↑ a et b Carey 1976
  23. ↑ nécrologie de Carey
  24. ↑ Wadati, K., Shallow and deep earthquakes, Geophysical Magazine, vol. 1, pp. 162-202, 1928.
  25. ↑ H. Benioff (1949), Seismic evidence for fault origin of ocean deeps, Bull. Geol. Soc. Am., vol. 60, pp. 1837-1856, 1949
  26. ↑ Rob Van der Voo (2004), Paleomagnetism, Oroclines, and Growth of the Continental Crust, GSA Today, 2004, vol. 14, pp. 4-9
  27. ↑ S. W. Carey, The Expanding Earth – An essay review, 1975, Earth Science Reviews, vol. 11-2, pp.105-143, DOI:10.1016/0012-8252(75)90097-5
  28. ↑ Carey 1988
  29. ↑ Carey 2000
  30. ↑ site web de James Maxlow
  31. ↑ ancien site web de James Maxlow (sur l'Internet Archive)[4]
  32. ↑ (en) conférence de James Maxlow sur YouTube [vidéo]
  33. ↑ Maxlow 2005
  34. ↑ James Maxlow, Yes, the Earth is Expanding!, Nexus Magazine, vol. 13-1, décembre 2005
  35. ↑ Ollier 2000
  36. ↑ http://users.indigo.net.au/don/ http://earthexpansion.blogspot.com/ http://platetectonicsbiglie.blogspot.com/
  37. ↑ Giancarlo Scalera, The expanding Earth: a sound idea for the new millennium[5], mars 2003
  38. ↑ Autres articles de Giancarlo Scalera
  39. ↑ Stefan Cwojdziñski, The tectonic structure of the continental lithosphere considered in the light of the expanding earth theory : a proposal of a new interpretation of deep seismic data[6], Polish Geological Institute, 2003
  40. ↑ Stefan Cwojdziñski, Mantle plumes and dynamics of the Earth interior — towards a new model[7], Przegląd Geologiczny (Geological Review), vol. 52, p. 817, 2004
  41. ↑ Jan Koziar (1991) Principles of plate movements on the expanding Earth. W:Frontiers of Fundamental Physics. Eds. M.Barone & F.Selleri. Plenum Press. New York & London: 301 - 307.
  42. ↑ Jan Koziar et Leszek Jamrozik (1994) Tension-gravitational model of island arcs. W: Frontiers of Fundamental Physics. Eds. M.Barone & F.Selleri. Plenum Press. New York & London: 335 - 337.
  43. ↑ Dennis McCarthy, Biogeographical and geological evidence for a smaller, completely-enclosed Pacific Basin in the Late Cretaceous[8], Journal of Biogeography, vol. 32-12, décembre 2005, DOI:10.1111/j.1365-2699.2005.01355.x
  44. ↑ Expanding Earth: The Evidence
  45. ↑ Kugler 2007
  46. ↑ Chudinov 1998
  47. ↑ Chudinov 2001
  48. ↑ New Concepts in Global Tectonics Newsletter, n°57, décembre 2010, p.131
  49. ↑ Stephen Hurrell, Dinosaurs and the Expanding Earth, OneOff publishing, 2003, ISBN 0-952-26031-X
  50. ↑ Jordan 1971
  51. ↑ Born, M., Die Relativitätstheorie Einsteins(Einstein's theory of relativity), Berlin-Heidelberg-New York, Springer-publisher, ISBN 3-540-00470-X
  52. ↑ Lindemann, B. (1927), Kettengebirge, und Erdexpansion de Zerspaltung de kontinentale, Iéna, 1927
  53. ↑ Halm, J.K.E. (1935), An astronomical aspect of the evolution of the earth, Astron. Soc. S. Afr., vol. 4, pp. 1-28, 1935
  54. ↑ Egyed, L. (1956), The change of the earth’s dimensions determined from paleogeographical data , Pure and Applied Geophysics, vol. 33, p. 42-48, 1956, DOI:10.1007/BF02629945
  55. ↑ Egyed, L. (1969), Physik der festen Erde, Akadémiai Kiadó, 1969
  56. ↑ Owen, H.G. (1983), Atlas of continental displacement, Cambridge, Cambridge University Press, 1983, ISBN 0-521-25817-0, p.?[réf. incomplète]
  57. ↑ Hugh Owen, The Earth is expanding and we don't know why[9], New Scientist, n°1431, 22 novembre 1984, cité dans Nicolas Witkowski, Polémiques autour de l'Expansion de la Terre, La Recherche, n°171, novembre 1985
  58. ↑ Vladimir N. Larin, Hydridic Earth: the New Geology of Our Primordially Hydrogen Rich Planet, ed. C. Warren Hunt, Polar Publishing, Calgary, Alberta, Canada, 1993, ISBN 0-9694506-2-1
  59. ↑ J. M. Herndon, Whole-Earth decompression dynamics[10][11], Current Science (en), 2005, vol. 89-10, pp. 1937-1941
  60. ↑ O.C. Hilgenberg (1974), Geotektonik, neuartig gesehen, Geotektonische Forschungen, vol. 45, 1974
  61. ↑ Konstantin Meyl Speaks on Neutrino Power and the Existence of Scalar Waves, revue d'une conférence de Konstantin Meyl
  62. ↑ Claude Deviau, Lettre à la Rédaction : Sur l'origine des champs pétroliers géants[12][13], Annales de la Fondation Louis de Broglie, vol. 32-4, 2007;
  63. ↑ The Equation of a Light Leptonic Magnetic Monopole and its Experimental Aspects

Voir aussi

Livres

Liens internes

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