Il y a environ 300 millions d’années, la Terre n’avait pas sept continents, mais un supercontinent massif appelé Pangea, entouré d’un seul océan appelé Panthalassa.
L’explication de la formation de Pangea a inauguré la théorie moderne de la tectonique des plaques , qui postule que la couche extérieure de la Terre est divisée en plusieurs plaques qui glissent sur la coquille rocheuse de la Terre, le manteau.
Au cours des 3,5 milliards d’années d’histoire de la planète, plusieurs supercontinents se sont formés et brisés, résultat du brassage et de la circulation dans le manteau terrestre , qui constitue la majeure partie du volume de la planète. Cette rupture et cette formation de supercontinents ont radicalement modifié l’histoire de la planète.
« C’est ce qui a conduit l’évolution de la planète à travers le temps. C’est le principal pilier de la planète », a déclaré Brendan Murphy, professeur de géologie à l’Université St. Francis Xavier, à Antigonish, en Nouvelle-Écosse.
Histoire
Il y a plus d’un siècle, le scientifique Alfred Wegener a proposé la notion de supercontinent ancien, qu’il a baptisé Pangaea (parfois orthographié Pangaea), après avoir rassemblé plusieurs éléments de preuve.
La première et la plus évidente était que les « continents s’emboîtaient comme une langue et un groove », ce qui était assez évident sur toute carte précise, a déclaré Murphy. Un autre indice révélateur selon lequel les continents de la Terre étaient tous une masse terrestre provient des archives géologiques. Les gisements de charbon trouvés en Pennsylvanie ont une composition similaire à ceux de la Pologne, de la Grande-Bretagne et de l’Allemagne à la même époque. Cela indique que l’Amérique du Nord et l’Europe ont dû être une seule et même terre. Et l’orientation des minéraux magnétiques dans les sédiments géologiques révèle comment les pôles magnétiques de la Terre ont migré au cours des temps géologiques, a déclaré Murphy.
Dans les archives fossiles, des plantes identiques, telles que les Glossopteris , une graine de fougère disparue , se trouvent sur des continents désormais très disparates. Et les chaînes de montagnes qui se trouvent maintenant sur différents continents, comme les Appalaches aux États-Unis et les montagnes de l’Atlas au Maroc, faisaient toutes partie des montagnes de la Pangée centrale, formées par la collision des supercontinents Gondwana et Laurussia.
La Pangée s’est formée par un processus progressif s’étalant sur quelques centaines de millions d’années. Il y a environ 480 millions d’années, un continent appelé Laurentia, qui comprend des parties de l’Amérique du Nord, a fusionné avec plusieurs autres micro-continents pour former l’Euramerica. Euramerica a fini par entrer en collision avec le Gondwana, un autre supercontinent comprenant l’Afrique, l’Australie, l’Amérique du Sud et le sous-continent indien.
Il y a environ 200 millions d’années, le supercontinent a commencé à se briser. Le Gondwana (aujourd’hui l’Afrique, l’Amérique du Sud, l’Antarctique, l’Inde et l’Australie) s’est séparé de Laurasia (Eurasie et Amérique du Nord). Il y a environ 150 millions d’années, le Gondwana s’est séparé. Selon un article paru en 1970 dans le Journal of Geophysical Research, l’ Inde s’est détachée de l’Antarctique et l’Afrique et l’Amérique du Sud se sont effondrées . Il y a environ 60 millions d’années, l’Amérique du Nord s’est séparée de l’Eurasie.
La vie et le climat
Avoir une masse terrestre massive aurait permis de réaliser des cycles climatiques très différents. Par exemple, l’intérieur du continent était peut-être complètement sec, car il était enfermé derrière des chaînes de montagnes massives qui bloquaient toute humidité ou pluie, a déclaré Murphy.
Mais les gisements de charbon trouvés aux États-Unis et en Europe révèlent que certaines parties de l’ancien supercontinent près de l’équateur devaient être une forêt tropicale luxuriante, semblable à la jungle amazonienne, a déclaré Murphy. (Le charbon se forme lorsque des plantes et des animaux morts tombent dans des eaux marécageuses, où la pression et l’eau transforment la matière en tourbe, puis en charbon.)
« Les gisements de charbon nous disent essentiellement qu’il y avait une vie abondante sur terre », a déclaré Murphy .
Selon un article publié en 2016 dans la revue Paléogéographie, Paléoclimatologie, Paléoécologie, les modèles climatiques confirment que l’intérieur continental de Pangaea était extrêmement saisonnier . Les chercheurs de cette étude ont utilisé des données biologiques et physiques de la formation de Moradi, une région de paléosols stratifiés (sols fossiles) dans le nord du Niger, pour reconstituer l’écosystème et le climat à l’époque de la Pangée. Comparable au désert de Namibie et au bassin du lac Eyre en Australie, le climat était généralement aride avec des périodes humides courtes et récurrentes qui incluaient parfois des crues éclair catastrophiques.
La pangée a existé pendant 100 millions d’années et pendant cette période, plusieurs animaux ont prospéré, y compris les Traversodontidae, une famille d’animaux phytophages qui comprend les ancêtres des mammifères.
Pendant la période permienne , des insectes tels que les coléoptères et les libellules ont prospéré. Mais l’existence de la Pangée a coïncidé avec la pire extinction de masse de l’histoire, l’événement d’extinction Permian-Trias (P-TR). Également appelé le grand moribond, il s’est produit il y a environ 252 millions d’années et a causé l’extinction de la plupart des espèces sur Terre. Au début du Trias, des archosaurs sont apparus, un groupe d’animaux qui a donné naissance à des crocodiles et à des oiseaux, ainsi qu’à une pléthore de reptiles. Et il y a environ 230 millions d’années, certains des premiers dinosaures ont fait leur apparition sur la Pangée, y compris les théropodes, des dinosaures en grande partie carnivores qui avaient pour la plupart des os et des plumes remplis d’air semblables à ceux des oiseaux.
Cycle dans l’histoire
La configuration actuelle des continents ne sera probablement pas la dernière. Les supercontinents se sont formés plusieurs fois dans l’histoire de la Terre, pour être ensuite divisés en nouveaux continents. À l’heure actuelle, par exemple, l’Australie se dirige vers l’Asie et la partie orientale de l’Afrique se détache lentement du reste du continent.
Les géologues ont remarqué qu’il existe un cycle quasi régulier au cours duquel les supercontinents se forment et se brisent tous les 300 à 400 millions d’années, mais c’est exactement ce qui constitue un mystère, a déclaré Murphy. Selon un article paru en 2010 dans le Journal of Geodynamics, la plupart des scientifiques pensent que le cycle des supercontinents est largement influencé par la dynamique de la circulation dans le manteau .
Au-delà, les détails deviennent flous. Bien que la chaleur formée dans le manteau provienne probablement de la désintégration radioactive d’éléments instables, tels que l’uranium, les scientifiques ne sont pas d’accord pour savoir s’il y a des mini-poches de chaleur dans le manteau ceinture, a déclaré Murphy.
Les recherches en cours
Les scientifiques ont créé des simulations mathématiques en 3D pour mieux comprendre les mécanismes du mouvement continental. Dans un article publié en 2017 dans Geoscience Frontiers , les scientifiques Masaki Yoshida et M. Santhosh expliquent comment ils ont produit des simulations de mouvements continentaux à grande échelle depuis la débâcle de Pangea il y a 200 millions d’années. Les modèles montrent comment les forces de mouvement des plaques tectoniques et les forces de convection du manteau ont travaillé ensemble pour briser et déplacer de grandes masses terrestres. Par exemple, la grande masse de Pangea isolait le manteau en dessous, provoquant des écoulements de manteau qui ont déclenché la débâcle initiale du supercontinent. La décroissance radioactive du manteau supérieur a également augmenté la température, provoquant des écoulements de manteau vers le haut qui ont rompu le sous-continent indien et ont amorcé son mouvement vers le nord.
Yoshida et Santos ont créé des modèles géologiques supplémentaires pour prédire la convection du manteau et les mouvements des mouvements continentaux dans le futur. Ces modèles suggèrent que sur des millions d’années, l’océan Pacifique fermera ses portes alors que l’Australie, l’Amérique du Nord, l’Afrique et l’Eurasie se rejoignent dans l’hémisphère nord. À terme, ces continents vont fusionner pour former un supercontinent appelé « Amasia ». Les deux continents restants, l’Antarctique et l’Amérique du Sud, devraient rester relativement immobiles et séparés du nouveau supercontinent.
