droite|vignette|L'écartement des masses continentales tandis que le rayon terrestre augmente, créant un nouveau plancher océanique. vignette|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 ancienne théorie, aujourd'hui obsolète, 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 (fondée 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 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, en Australie.
Cette théorie acquit une certaine popularité durant les années 1960« » dans Helge Kragh, Conceptions of cosmos, p. 198, 2007, Oxford University Press, Keith Montgomery (2009), Using a Historical Controversy to Teach Critical Thinking, the Meaning of “Theory”, and the Status of Scientific Knowledge, Journal of Geoscience Education, mai 2009, , , ., mais ne parvint jamais à s'imposer face à la théorie concurrente de la tectonique des plaquesXavier Le Pichon, Sea-floor spreading and continental drift, Journal of Geophysical Research, , 15 juin 1968, p. 3661, Voir par exemple « » dans Kurt Stüwe, Geodynamics of the lithosphere, 2007, Springer, , p. 16.Voir par exemple le cas de Bruce C. Heezen.Voir par exemple Edward Irving, The Role of Latitude in Mobilism Debates, PNAS, , , 2005-02-08, .. Depuis la fin des années 1960, la théorie de l'expansion terrestre est considérée comme erronée et obsolète par le consensus scientifique qui privilégie le modèle de l'expansion des fonds océaniques. Les quelques géologues et géophysiciens qui la soutiennent au début du sont majoritairement des disciples du géologue australien Samuel Carey. vignette|droite|Âge du plancher océanique, dans le Pacifique occidental et dans l'Atlantique méridional.
Dérives pseudoscientifiques Ayant des implications dans des domaines aussi variés que la thermodynamique, la géophysique, la géodésie, la paléontologie, abandonnée par la communauté scientifique, l'hypothèse d'expansion terrestre a subi une dérive vers la pseudoscience, affectant aussi bien les scientifiques (en premier lieu Samuel CareyVoir par exemple Robert Muir Wood, Is the Earth getting bigger?, New Scientist, 8 février 1979, , ou Robert Muir Wood, Geological cul de sac, New Scientist, 30 juin 1988, ) que les non scientifiques (par exemple le dessinateur Neal Adams, dont le militantisme à tendance conspirationniste se manifeste notamment par la confection de vidéos explicatives accessibles via son site web personnelSite web de Neal Adams sur l'expansion terrestre ou via YouTubecompte Youtube de Neal Adams) la soutenant.
Historique de la théorie Ivan Yarkovsky, en 1888, cherchant à reformuler la gravitation, fonda une théorie fondée 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'accroîtreYarkovsky I. O., Hypothèse cinétique de la Gravitation universelle et connexion avec la formation des éléments chimiques, 1888.
Roberto Mantovani évoqua l'hypothèse de l'expansion en 1889 puis en 1909Roberto Mantovani, Les fractures de l’écorce terrestre et la théorie de Laplace, journal Bull. Soc. Sc. et Arts Réunion, 41-53, 1889Roberto Mantovani, L’Antarctide, journal « Je m’instruis. La science pour tous », , pages 595-597, 1909Giancarlo Scalera, Roberto Mantovani an Italian defender of the continental drift and planetary expansion, mai 2003. 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.
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 fixeA. Wegener, The Origin of Continents and Oceans, éditeur Courier Dover Publications, 1966, ) :
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 O.C. Hilgenberg, Vom wachsenden Erdball, Berlin, 1933, Giessmann & Bartsch, 56 p..Giancarlo Scalera, T. Braun, Ott Christoph Hilgenberg in twentieth-century geophysics, mai 2003.
vignette|droite|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 plaquesCarey, S. W. (1958), The tectonic approach to continental drift, dans .., qui fit la plus importante contribution au Giancarlo Scalera, Samuel Warren Carey - Commemorative memoir, mai 2003Andrew Alden, Warren Carey, Last of the Giants. 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 JeffreysS. W. Carey (1955), Wegener's South America-Africa Assembly, Fit or Misfit?, Geological Magazine, , p.196, 1955, , et l'enseigna de 1946 à 1956 à l'université de Tasmanieentretien avec Carey, où il était professeur fondateur de la chaire de géologie. Il fut un des premiers à proposer un modèle où l'expansion des fonds océaniques est compensée par leur subduction, fondé sur ses travaux de thèse soutenus en 1938nécrologie de Carey et les travaux de Kiyoo WadatiWadati, K., Shallow and deep earthquakes, Geophysical Magazine, , 162-202, 1928. et Hugo BenioffH. Benioff (1949), Seismic evidence for fault origin of ocean deeps, Bull. Geol. Soc. Am., , 1837-1856, 1949. 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. Il re-proposa son manuscrit 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. En 1956, il abandonna le concept de compensation par subduction au cours de la conférence sur la dérive des continents qu'il avait organisée à Hobart, ce qui le conduisit à la théorie de l'expansion terrestre. Il introduisit de nombreux nouveaux concepts en géologie propres à la théorie de l'expansion terrestre, comme l'orogénèse par diapirisme (oroclineRob Van der Voo (2004), Paleomagnetism, Oroclines, and Growth of the Continental Crust, GSA Today, 2004, , pp. 4-9). Il défendit cette théorie (l'affinant progressivementS. W. Carey, The Expanding Earth – An essay review, 1975, Earth Science Reviews, , pp.105-143, ) jusqu'à sa mort en 2002.
Le développement de la théorie au début du est assuré entre autres par les géologues australiens James Maxlowsite web de James MaxlowJames Maxlow, Yes, the Earth is Expanding!, Nexus Magazine, , décembre 2005, Cliff Ollier et Donald Findlayhttp://users.indigo.net.au/don/ http://earthexpansion.blogspot.com/ http://platetectonicsbiglie.blogspot.com/, le géophysicien italien Giancarlo ScaleraGiancarlo Scalera, The expanding Earth: a sound idea for the new millennium, mars 2003Autres articles de Giancarlo Scalera, les géologues polonais Stefan CwojdziñskiStefan 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, Polish Geological Institute, 2003Stefan Cwojdziñski, Mantle plumes and dynamics of the Earth interior — towards a new model, (Geological Review), , p. 817, 2004, Jan KoziarJan Koziar (1991), Principles of plate movements on the expanding Earth, dans W:Frontiers of Fundamental Physics, dirigé par M.Barone & F.Selleri, Plenum Press, New York & London, 1991, . et Leszek JamrozikJan Koziar et Leszek Jamrozik (1994), Tension-gravitational model of island arcs, dans W: Frontiers of Fundamental Physics, dirigé par M.Barone & F.Selleri, Plenum Press, New York & London, 1994, ., le biogéographe Dennis McCarthyDennis McCarthy, Biogeographical and geological evidence for a smaller, completely-enclosed Pacific Basin in the Late Cretaceous, Journal of Biogeography, , décembre 2005, Expanding Earth: The Evidence, le géologue américain Andrew Kugler, le géologue russe Yu Chudinov, Konstantin Meyl, Klaus Vogel, Neal Adams. La plupart d'entre eux étaient présents à la conférence du 4 au à l'école internationale de géophysique d'Erice en SicileNew Concepts in Global Tectonics Newsletter, n°57, décembre 2010, p.131.
Mécanismes physiques évoqués pour 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 ² 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, qui ne sont pas observées. En comparaison, à densité constante et pour un rayon deux fois inférieur au rayon actuel, la gravité de surface aurait été d'environ ² ce qui ne nécessite que des adaptations mineures et favorise même le gigantismeStephen Hurrell, Dinosaurs and the Expanding Earth, OneOff publishing, 2003, 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. 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 gravitationnelleBorn, M., Die Relativitätstheorie Einsteins(Einstein's theory of relativity), Berlin-Heidelberg-New York, Springer-publisher, montrent cependant une limite haute de , alors que la théorie de Jordan exige une variation au moins 10 fois plus importante.
Transition de phase Cette hypothèse fondée sur une transition de phase de matériaux du manteau et/ou noyau de la Terre, a été formulée plusieurs fois au cours de l'histoire de la théorie, par LindemannLindemann, B. (1927), Kettengebirge, und Erdexpansion de Zerspaltung de kontinentale, Iéna, 1927, HalmHalm, J.K.E. (1935), An astronomical aspect of the evolution of the earth, Astron. Soc. S. Afr., , pp. 1-28, 1935, Laszlo EgyedEgyed, L. (1956), The change of the earth’s dimensions determined from paleogeographical data, Pure and Applied Geophysics, , p. 42-48, 1956, Egyed, L. (1969), Physik der festen Erde, Akadémiai Kiadó, 1969, et OwenOwen, H.G. (1983), Atlas of continental displacement, Cambridge, Cambridge University Press, 1983, , p.?Hugh Owen, The Earth is expanding and we don't know why, 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. Les matériaux très denses passent sous une forme moins dense, et ce changement de densité fait augmenter le volume de la Terre.