chapitre 3
Voyage vers les zones de divergence et convergence
Vous allez découvrir en détail les caractéristiques des zones de dorsales, de subduction et de collision.... Bon voyage !
Mr Bucher 2024-2025
Sommaire
I. Les zones de divergences : les dorsales
A. Il existe 2 types de dorsales (Activité 1a et 1b)
B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide (Act 1c)
C. Le fonctionnement d'une dorsale lente (Act 1d)
D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps l'eau de mer (Act 2)
Sommaire
II. Les zones de convergence
A. La subduction et son volcanisme
1) Rappels sur les caractéristiques d'une zone de subduction (Act 3a)
2) Les roches des zones de subduction (Act 3b)
3) L'origine du magmatisme dans les zones de subduction (Act 3c)
Sommaire
B. Les zones de collision
- Recherche des indices d'une zone de collision (Act 4a)
-Visite des profondeurs des Alpes (Act 4b)
-Quantifier le raccourcissement et l'épaississement au fil du temps (4c)
Exercices et corrections pour réviser
I. Les zones de divergence : les dorsales
I) A. Il existe deux types de dorsales...
Activité 1a: Mise en évidence des deux types de dorsale
Les sédiments du plancher océanique situés de part et d'autre des dorsales Est Pacifique et Atlantique sont étudiés, et les résultats sont répertoriés dans le tableau ci-dessous.
1.Ouvrir et télécharger le fichier Excel ci-dessous et à l'aide de l'aide n°1, tracer sur un même graphique l'âge des sédiments(MA) en fonction de la distance (Km)à l'axe de la dorsale pour les deux dorsales.Appeler l’enseignant pour vérifier que le graphique est complet et obtenir la version papier. 2. Après avoir trouvé le coefficient directeur des deux droites en utilisant l'aide n°2, déduire les vitesses de deux dorsales. 3. Conclure en justifiant qu'il existe deux types de dorsales.
Fichier Excel âges des sédiments dorsales Atlantique et Est Pacifique
Aide n°2: calculer un coefficient directeur en utilisant Excel
Aide n°1: construire un graphique avec Excel
I) A. Il existe deux types de dorsales...
Activité 1b: Comparaison des deux types de dorsale
Documents à exploiter
* strcture de la dorsale et composition du plancher océanique
* Vitesse de divergence
Write a subtitle here
* composition pétrologique du plancher océanique
* composition de la péridotite
Une fois l'exercice ci-dessus terminé et juste, réaliser un tableau comparant les différentes caractéristiques des deux types de dorsale à l'aide des informations obtenues.
I)B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide
Activité 1c : le fonctionnement d'une dorsale rapide
La dorsale du pacifique a une vitesse d’expansion proche de 10 cm par an, et produit plus de 20 km3 par an de basaltes et de gabbros.
Comment fonctionne une dorsale ? D’où provient le magma à l’origine de la formation des basaltes et gabbros de la croûte océanique ? . 1. a) * A faire en TP : Observer la roche du manteau: la péridotite. La décrire à l’œil nu, puis l’observer au microscope polarisant. Repérer des minéraux caractéristiques à l'aide des fiches d'aide de détermination des minéraux. Réaliser la "carte d'identité" de cette roche sous forme d'un un tableau récapitulatif (texture, minéraux, refroidissement, localisation) Aide: vous pouvez utiliser le "coup de pouce n°1". 2. A l’aide du document 1, déterminer le pourcentage de fusion de la péridotite qui permet d’aboutir à la formation du basalte des dorsales.
3. a) Après avoir pris connaissance du doc 2, taper dans google "Presse à enclumes de diamant virtuelle - Free", et aller sur le premier site. Choisir la péridotite sèche (non hydratée). Faites varier les conditions de pression (P) et température (T) et trouver au moins 3 couples de condition P et T qui permettent un début de fusion partielle de la péridotite. b) Reporter ces points sur le doc 3 « diagramme d’état de la péridotite anhydre » (demander la version papier). c) Expliquer à quoi correspond la courbe qui relie ces points. (Aidez vous du doc 4).
doc 4: la notion de solidus
Coup de pouce n°1
identification minéraux
doc 1
doc 3: diagramme d'état de la péridotite anhydre
Doc 2: La presse "enclume à diamant"
I)B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide
Activité 1c : le fonctionnement d'une dorsale rapide
4. a) Se rendre sur le site suivant. b) A l'aide des curseurs rouge et mauve, afficher les deux géothermes (sous la dorsale et dans le manteau), et reporter les courbes sur le document 3. c) Expliquer alors pourquoi à profondeur identique la fusion partielle des péridotites est uniquement possible sous les dorsales océaniques et pas dans le reste du manteau .
5. a) Réaliser une tomographie sismique sur le site suivant, en choisissant le modèle S362-ANI (onglet en haut à gauche, "choix du modèle") et faire une coupe AB dans l’océan atlantique (entre les Etats Unis et Afrique). b) Noter ce que l’on peut observer au niveau de la dorsale, proposer une explication à cette observation
6) A partir des documents et des réponses précédentes déterminer les conditions de formation du magma au niveau des dorsales rapides et la formation de la chambre magmatique.
doc 4: la notion de solidus
doc 1
doc 3 : diagramme d'état de la péridotite anhydre
7. Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, le reprendre une fois juste, et demander les docs papier à coller dans le cours.
doc à coller dans votre cours
doc 2: La presse "enclume à diamant"
doc 5 : condition de P et de T au niveau d'une dorsale
I)C. Le fonctionnement d'une dorsale lente
Activité 1d : le fonctionnement d'une dorsale lente
Son plancher océanique est essentiellement composé de péridotites contrairement à une dorsale rapide dont le plancher océanique est formé de gabbros et basaltes. Pourquoi ?
Réaliser le petit exercice à droite. Vous pouvez vous aider des deux documents ci-dessous. Puis reprenez le bilan de cours en bas à gauche
*coupe géologique de la dorsale
* composition pétrologique du plancher océanique
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste et complètez le schéma bilan (demander la version papier).
schéma bilan à coller dans votre cours
I)D. AU CONTACT DE L'EAU DE MER, LA LITHOSPHÈRE SUBIT DES TRANSFORMATIONS
Fumeurs noirs à proximité d'une dorsale : chargés en particules...
I)D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps par l’eau de mer
Les dorsales sont le lieu de la production de la croûte océanique par solidification de basaltes et gabbros. Cette croute océanique s’éloigne de la dorsale au cours du temps, et est modifiée par l’eau de mer. Comment évolue le plancher océanique au cours du temps ? Quelles actions l’eau de mer a-t-elle sur ce plancher océanique ?
Roche G1
Activité 2 : les transformation de la lithosphère océanique par l'eau de mer
1a) À partir du document 3, expliquer ce qu'on entend par "métagabbro". A l'aide des 3 roches G1, G2 et G3 présentées à droite : b) le(s)quelle(s) est/sont des métagabbro(s) ? Justifier. c) Déterminer la composition minéralogique des 3 gabbros (G1, G2 et G3) et complèter les lignes "nom de la roche" et "minéraux caractéristique" du tableau bilan.
Roche G2
2) A l'aide du document 2 et 3, complètez le reste des lignes du tableau indiquant quelles transformations a subi le gabbro au cours de son cheminement de G1 à G3.
Roche G3
3) Sur le document 2, placer les roches G2 à G3 puis représente par une flèche le trajet P-T-t (pression-température-temps) du gabbro à partir de sa naissance au niveau d’une dorsale (G1).
tableau bilan
Doc 2: diagramme PT
doc 3: Quelques notions de vocabulaire
NB: les roches G4 et G5 seront étudiées ultérieurement
I)D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps par l’eau de mer
On cherche ensuite à identifier les conséquence des transformations des roches de la croûte océanique suite à leur hydratation par l'eau de mer.
Activité 2 : les transformation de la lithosphère océanique par l'eau de mer
L’épaisseur de la lithosphère océanique évolue au cours de son âge et de son avancée au fond de l’océan. Les géophysiciens ont pu établir une loi sur l’épaisseur de la lithosphère en fonction de son âge :
E (épaisseur en km) = 9,2 √t (âge en millions d’années)
4) A l'aide des informations ci-dessus, compléter le tableau ci-dessous.
5) Après avoir rappelé la composition pétrologique de la lithosphère (= de quoi est elle composée) et sachant que la densité de la croûte océanique = 2.9, celle du manteau lithosphérique = 3.3 et celle du manteau asthénosphérique = 3.25 , expliquer quand une lithosphère océanique peut rentrer en subduction et pourquoi.
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste.
II. Leszones de convergence
Nous avons vu que le moteur des dorsales est le mouvement de convection dans le manteau et la plongée de la lithosphère océanique dans l'asthénosphère car elle devient plus dense quand on s'éloigne de la dorsale...
A. La subduction et son volcanisme
Atlantic Productions for Discovery Channel
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3a :Rappels sur les caractéristiques d'une zone de subduction
A l'aide de vos connaissances vues dans les chapitres 1 et 2 et du schéma bilan ci-dessous : *recopier et complèter le tableau bilan ci-contre qui récapitule les caractéristiques d'une zone de subduction.
* reprendre les rappels de cours disponible ici
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3b : les roches magmatiques des zones de subduction
Dans les zones de subduction, on observe une importante activité magmatique, d'où leur qualification de "marges actives". Plusieurs types de roches sont créées dans ces zones : des roches volcaniques formées en surface et d’autres en profondeur. On cherche à comprendre comment ces roches ont été mises en place.
1) A l'aide du visionnage de la vidéo de droite, identifier le type de volcanisme présent dans les zones de subduction.
2) A l'aide de l'étude des 4 échantillons de roches et les lames minces associées, ainsi que des documents ci-dessous, compléter toutes les cases du tableau comparatif distribué. Vous pouvez utiliser le doc 1 et les aides pour identifier les minéraux.
Tableau comparatifs des 4 roches
3) A l'aide des documents ci-dessous et de votre tableau: a) Quel lien existe t-il entre le granite et la rhyolite d'une part, et entre l’andésite et la diorite d'autre part ?
b) Quel lien existe t-il entre le volcanisme explosif des zones de subduction, et la composition chimique des magmas présents dans ces zones (doc 2)?
4) Le magma formé dans les zones de subduction est qualifié d'hydraté. A l'aide du document 3, quel argument prouve que ce magma est hydraté ?
Coup de pouce n°2
Coup de pouce n°1
Aide à l'identification des minéraux: Microscope en ligne
doc 1: la texture des roches
Doc 2 : lien entre viscosité et teneur en silice
Doc 3: formule chimique de différents minéraux
vidéo bilan sur les roches des zones de subduction
Rappel: utiliser une microscope polarisant
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste.
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3c : la formation du magma des zones de subduction
Au niveau des zones de subduction, des roches magmatiques telles que les andésites et les diorites sont formées : c’est l’accrétion continentale. Ces roches proviennent d’un magma hydraté. Quelles sont les conditions qui permettent l'obtention d'un magma hydraté à l’origine de l’accrétion continentale ?
On s'intéresse à deux roches (G4 et G5 ) que l'on trouve dans le plancher océanique en cours de subduction : le métagabbro à glaucophane (G4) et l’éclogite (G5) (voir leur localisation ci-contre )
Rappels: position de G4 et G5 dans les zones de subduction
1) A l'aide des échantillons et des lames de ces deux roches, observer les minéraux qui composent ces deux roches, et compléter le tableau de l'activité 2 pour les roches G4 et G5. Vous pouvez vous aider des documents ci-contre qui présente les deux roches à étudier. 2) Compléter le diagramme PT (doc 2 de l'activité 2) en plaçant les roches G4 et G5 et traduire par des flèches les transformations minéralogiques subies par le gabbro depuis sa naissance (=G1) au niveau d'une dorsale jusqu'à la roche G5. 3) Identifier les réactions métamorphiques qui se produisent au cours de la subduction, et montrer en quoi elles correspondent à une déshydratation de la croûte océanique plongeante. 4) Terminer de compléter le tableau bilan précédent.
Roche G4
Roche G5
tableau bilan
Doc 2: diagramme PT
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3c : la formation du magma des zones de subduction
On cherche enfin à identifier la roche qui entre en fusion à l'origine du magma, et ce qui permet la fusion de la roche.5) Aller sur l'animation suivante. Faites descendre le curseur rouge (sous le volcan) pour obtenir le géotherme dans une zone de subduction. Est ce que le basalte de la croûte océanique plongeante peut fondre dans ces conditions s'il est sec (= non hydraté) ? Pourquoi?
6 a) Cliquer une fois sur le graphique du bas (= "diagramme de fusion") pour voir les résultats dans le cas d'un basalte hydraté. Ce dernier pourrait-il fondre ? Si oui, à quelle profondeur ? Dans le cas d'une zone de subduction, trouve t-on du basalte à ces profondeurs ? Conclure quand à l'hypothèse du basalte hydraté comme roche à l'origine du magma. b) Cliquer une seconde fois pour voir les résultats dans le cas d'une péridotite anhydre (=sèche), puis encore une fois pour avoir le cas d'une péridotite hydratée. Dans quelle condition(s) l'apparition d'un magma est-il possible ? A partir de quelle roche ? c) A l'aide des réponses précédentes, proposer un scénario expliquant la fusion partielle (conditions de température, de pression... ) de la zone du manteau de la plaque chevauchante située vers 100 kms de profondeur. Aide: Aidez vous du document 1 si besoin.
exercice 1
7) Compléter le bilan de cours ci-dessous, et les deux schémas bilan. 8) Faire les exercices proposés
Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, et le reprendre une fois juste.
exercice 2
Doc 1: Obtention de magma dans leszones de subduction
Et compléter les schéma bilans (demander la version papier)
vidéo bilan: Comment est formé ce magma très visqueux typique des volcans de la ceinture de feu du Pacifique?
Bilan sur le métamorphisme en zone de subduction
En bref...
En bref...
La partie précédente concernait la rencontre entre une plauqe continentale et une plaque océanique. Nous allons maintenant visiter les zones de rencontre entre 2 plaques continentales...
B. Les zones de collision
II)B. Les zones de collision
Activité 4a : les caractéristiques et déformations d'une chaine de collision visibles en milieu aérien
Documents (p.186/187) à exploiter
*la chaine pyrénéenne et les déformations des couches sédimentaires
*des plis et des failles
* des nappe de chariage
II)B. Les zones de collision
Activité 4b : les indices sous terrains d'une zone de collision : visite en profondeur des Alpes
Pb : A quelle profondeur se situe le Moho sous les Alpes ?
1. Ouvrir Tectoglob 3D.
2 Zoomer sur les Alpes. 3. Dans "actions", cliquer sur "Tracer une coupe" puis tracer une coupe perpendiculairement à la chaîne de montagne, en dépassant bien de part et d'autre de la chaine de montagne ( allant de l'Autriche jusqu'au nord de l'Italie. 4. Dans "données affichées", cliquer sur "Moho" . 5. Cliquer sur Oui afin d'exagérer l'échelle verticale des profondeurs. 6. Dézoomer à l'aide de la mollette de votre souris et ajuster votre coupe afin d'apercevoir aussi le manteau lithosphérique. 7a) Indiquer la profondeur du Moho sous les Alpes et réaliser un schéma légendé de la coupe affichée. b) Justifier que les chaînes de montagnes s'épaississent à la fois par le haut et par le bas. c) Justifier le nom de "racine crustale" donné à l'épaississement d'une chaine de montagne vers le bas. 8. A l'aide de l'onglet "données affichées"/"carte géologique"/profondeur Moho (monde) et de l'outil "tracer une coupe", comparer la profondeur du Moho sous une chaine de montagne et en région non montagneuse. Que remarquez vous ?
Coup de pouce
II)B. Les zones de collision
Activité 4c : QUANTIFIER LE RACCOURCISSEMENT ET L'EPAISSISSEMENT AU FIL DU TEMPS
La convergence de deux plaques continentales peut être à l'origine d'une chaîne de montagnes. On observe alors des marqueurs géologiques de la compression, comme des plis issus de la compression de roches ductiles. La compression de roches rigides provoque leur cassure le long de failles inverses. Cela entraîne le chevauchement de compartiments rocheux les uns au-dessus des autres, et un empilement de roches.
Pb : Comment quantifier l'empilement et le raccoucissement du mont Liban ?
A l'aide des 2 documents ci-dessous, calculer pour le mont Liban :- son raccourcissement Nord-Sud - son élargissement Est-Ouest - son épaississement
doc 1: Le mont Liban: une zone de collision entr deux plques
doc 2 : caractéristiques géologiques du Mont Liban
Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, et le reprendre une fois juste.
Et compléter les schéma bilans (demander la version papier)
En bref...
Bilan sur la colision
Vous souhaitez vous entraîner ? EXERCICEs
Objectif Bac
Hydratation et déshydratation de la lithosphère
La dynamique des zones de convergence
QCM : tester ses connaissances
Mobiliser ses connaissances pour répondre à une question scientifique (type I)
Une discontinuité dans le manteau
Pratiquer un raisonnement scientifique à l'aide de documents et de vos connaissances (type II)
Voici les éléments de correction pour vous autocorriger
Objectif Bac
Hydratation et déshydratation de la lithosphère
La dynamique des zones de convergence
QCM : tester ses connaissances
Mobiliser ses connaissances pour répondre à une question scientifique (type I)
Une discontinuité dans le manteau
Pratiquer un raisonnement scientifique à l'aide de documents et de vos connaissances (type II)
1ère spé SVT - Voyage vers les zones de divergence et convergence
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chapitre 3
Voyage vers les zones de divergence et convergence
Vous allez découvrir en détail les caractéristiques des zones de dorsales, de subduction et de collision.... Bon voyage !
Mr Bucher 2024-2025
Sommaire
I. Les zones de divergences : les dorsales
A. Il existe 2 types de dorsales (Activité 1a et 1b)
B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide (Act 1c)
C. Le fonctionnement d'une dorsale lente (Act 1d)
D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps l'eau de mer (Act 2)
Sommaire
II. Les zones de convergence
A. La subduction et son volcanisme
1) Rappels sur les caractéristiques d'une zone de subduction (Act 3a)
2) Les roches des zones de subduction (Act 3b)
3) L'origine du magmatisme dans les zones de subduction (Act 3c)
Sommaire
B. Les zones de collision
- Recherche des indices d'une zone de collision (Act 4a)
-Visite des profondeurs des Alpes (Act 4b)
-Quantifier le raccourcissement et l'épaississement au fil du temps (4c)
Exercices et corrections pour réviser
I. Les zones de divergence : les dorsales
I) A. Il existe deux types de dorsales...
Activité 1a: Mise en évidence des deux types de dorsale
Les sédiments du plancher océanique situés de part et d'autre des dorsales Est Pacifique et Atlantique sont étudiés, et les résultats sont répertoriés dans le tableau ci-dessous.
1.Ouvrir et télécharger le fichier Excel ci-dessous et à l'aide de l'aide n°1, tracer sur un même graphique l'âge des sédiments(MA) en fonction de la distance (Km)à l'axe de la dorsale pour les deux dorsales.Appeler l’enseignant pour vérifier que le graphique est complet et obtenir la version papier. 2. Après avoir trouvé le coefficient directeur des deux droites en utilisant l'aide n°2, déduire les vitesses de deux dorsales. 3. Conclure en justifiant qu'il existe deux types de dorsales.
Fichier Excel âges des sédiments dorsales Atlantique et Est Pacifique
Aide n°2: calculer un coefficient directeur en utilisant Excel
Aide n°1: construire un graphique avec Excel
I) A. Il existe deux types de dorsales...
Activité 1b: Comparaison des deux types de dorsale
Documents à exploiter
* strcture de la dorsale et composition du plancher océanique
* Vitesse de divergence
Write a subtitle here
* composition pétrologique du plancher océanique
* composition de la péridotite
Une fois l'exercice ci-dessus terminé et juste, réaliser un tableau comparant les différentes caractéristiques des deux types de dorsale à l'aide des informations obtenues.
I)B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide
Activité 1c : le fonctionnement d'une dorsale rapide
La dorsale du pacifique a une vitesse d’expansion proche de 10 cm par an, et produit plus de 20 km3 par an de basaltes et de gabbros. Comment fonctionne une dorsale ? D’où provient le magma à l’origine de la formation des basaltes et gabbros de la croûte océanique ? . 1. a) * A faire en TP : Observer la roche du manteau: la péridotite. La décrire à l’œil nu, puis l’observer au microscope polarisant. Repérer des minéraux caractéristiques à l'aide des fiches d'aide de détermination des minéraux. Réaliser la "carte d'identité" de cette roche sous forme d'un un tableau récapitulatif (texture, minéraux, refroidissement, localisation) Aide: vous pouvez utiliser le "coup de pouce n°1". 2. A l’aide du document 1, déterminer le pourcentage de fusion de la péridotite qui permet d’aboutir à la formation du basalte des dorsales.
3. a) Après avoir pris connaissance du doc 2, taper dans google "Presse à enclumes de diamant virtuelle - Free", et aller sur le premier site. Choisir la péridotite sèche (non hydratée). Faites varier les conditions de pression (P) et température (T) et trouver au moins 3 couples de condition P et T qui permettent un début de fusion partielle de la péridotite. b) Reporter ces points sur le doc 3 « diagramme d’état de la péridotite anhydre » (demander la version papier). c) Expliquer à quoi correspond la courbe qui relie ces points. (Aidez vous du doc 4).
doc 4: la notion de solidus
Coup de pouce n°1
identification minéraux
doc 1
doc 3: diagramme d'état de la péridotite anhydre
Doc 2: La presse "enclume à diamant"
I)B. Le fonctionnement d'une dorsale rapide
Activité 1c : le fonctionnement d'une dorsale rapide
4. a) Se rendre sur le site suivant. b) A l'aide des curseurs rouge et mauve, afficher les deux géothermes (sous la dorsale et dans le manteau), et reporter les courbes sur le document 3. c) Expliquer alors pourquoi à profondeur identique la fusion partielle des péridotites est uniquement possible sous les dorsales océaniques et pas dans le reste du manteau .
5. a) Réaliser une tomographie sismique sur le site suivant, en choisissant le modèle S362-ANI (onglet en haut à gauche, "choix du modèle") et faire une coupe AB dans l’océan atlantique (entre les Etats Unis et Afrique). b) Noter ce que l’on peut observer au niveau de la dorsale, proposer une explication à cette observation
6) A partir des documents et des réponses précédentes déterminer les conditions de formation du magma au niveau des dorsales rapides et la formation de la chambre magmatique.
doc 4: la notion de solidus
doc 1
doc 3 : diagramme d'état de la péridotite anhydre
7. Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, le reprendre une fois juste, et demander les docs papier à coller dans le cours.
doc à coller dans votre cours
doc 2: La presse "enclume à diamant"
doc 5 : condition de P et de T au niveau d'une dorsale
I)C. Le fonctionnement d'une dorsale lente
Activité 1d : le fonctionnement d'une dorsale lente
Son plancher océanique est essentiellement composé de péridotites contrairement à une dorsale rapide dont le plancher océanique est formé de gabbros et basaltes. Pourquoi ?
Réaliser le petit exercice à droite. Vous pouvez vous aider des deux documents ci-dessous. Puis reprenez le bilan de cours en bas à gauche
*coupe géologique de la dorsale
* composition pétrologique du plancher océanique
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste et complètez le schéma bilan (demander la version papier).
schéma bilan à coller dans votre cours
I)D. AU CONTACT DE L'EAU DE MER, LA LITHOSPHÈRE SUBIT DES TRANSFORMATIONS
Fumeurs noirs à proximité d'une dorsale : chargés en particules...
I)D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps par l’eau de mer
Les dorsales sont le lieu de la production de la croûte océanique par solidification de basaltes et gabbros. Cette croute océanique s’éloigne de la dorsale au cours du temps, et est modifiée par l’eau de mer. Comment évolue le plancher océanique au cours du temps ? Quelles actions l’eau de mer a-t-elle sur ce plancher océanique ?
Roche G1
Activité 2 : les transformation de la lithosphère océanique par l'eau de mer
1a) À partir du document 3, expliquer ce qu'on entend par "métagabbro". A l'aide des 3 roches G1, G2 et G3 présentées à droite : b) le(s)quelle(s) est/sont des métagabbro(s) ? Justifier. c) Déterminer la composition minéralogique des 3 gabbros (G1, G2 et G3) et complèter les lignes "nom de la roche" et "minéraux caractéristique" du tableau bilan.
Roche G2
2) A l'aide du document 2 et 3, complètez le reste des lignes du tableau indiquant quelles transformations a subi le gabbro au cours de son cheminement de G1 à G3.
Roche G3
3) Sur le document 2, placer les roches G2 à G3 puis représente par une flèche le trajet P-T-t (pression-température-temps) du gabbro à partir de sa naissance au niveau d’une dorsale (G1).
tableau bilan
Doc 2: diagramme PT
doc 3: Quelques notions de vocabulaire
NB: les roches G4 et G5 seront étudiées ultérieurement
I)D. La maturation de la lithosphère océanique au cours du temps par l’eau de mer
On cherche ensuite à identifier les conséquence des transformations des roches de la croûte océanique suite à leur hydratation par l'eau de mer.
Activité 2 : les transformation de la lithosphère océanique par l'eau de mer
L’épaisseur de la lithosphère océanique évolue au cours de son âge et de son avancée au fond de l’océan. Les géophysiciens ont pu établir une loi sur l’épaisseur de la lithosphère en fonction de son âge : E (épaisseur en km) = 9,2 √t (âge en millions d’années)
4) A l'aide des informations ci-dessus, compléter le tableau ci-dessous.
5) Après avoir rappelé la composition pétrologique de la lithosphère (= de quoi est elle composée) et sachant que la densité de la croûte océanique = 2.9, celle du manteau lithosphérique = 3.3 et celle du manteau asthénosphérique = 3.25 , expliquer quand une lithosphère océanique peut rentrer en subduction et pourquoi.
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste.
II. Leszones de convergence
Nous avons vu que le moteur des dorsales est le mouvement de convection dans le manteau et la plongée de la lithosphère océanique dans l'asthénosphère car elle devient plus dense quand on s'éloigne de la dorsale...
A. La subduction et son volcanisme
Atlantic Productions for Discovery Channel
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3a :Rappels sur les caractéristiques d'une zone de subduction
A l'aide de vos connaissances vues dans les chapitres 1 et 2 et du schéma bilan ci-dessous : *recopier et complèter le tableau bilan ci-contre qui récapitule les caractéristiques d'une zone de subduction.
* reprendre les rappels de cours disponible ici
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3b : les roches magmatiques des zones de subduction
Dans les zones de subduction, on observe une importante activité magmatique, d'où leur qualification de "marges actives". Plusieurs types de roches sont créées dans ces zones : des roches volcaniques formées en surface et d’autres en profondeur. On cherche à comprendre comment ces roches ont été mises en place.
1) A l'aide du visionnage de la vidéo de droite, identifier le type de volcanisme présent dans les zones de subduction.
2) A l'aide de l'étude des 4 échantillons de roches et les lames minces associées, ainsi que des documents ci-dessous, compléter toutes les cases du tableau comparatif distribué. Vous pouvez utiliser le doc 1 et les aides pour identifier les minéraux.
Tableau comparatifs des 4 roches
3) A l'aide des documents ci-dessous et de votre tableau: a) Quel lien existe t-il entre le granite et la rhyolite d'une part, et entre l’andésite et la diorite d'autre part ? b) Quel lien existe t-il entre le volcanisme explosif des zones de subduction, et la composition chimique des magmas présents dans ces zones (doc 2)?
4) Le magma formé dans les zones de subduction est qualifié d'hydraté. A l'aide du document 3, quel argument prouve que ce magma est hydraté ?
Coup de pouce n°2
Coup de pouce n°1
Aide à l'identification des minéraux: Microscope en ligne
doc 1: la texture des roches
Doc 2 : lien entre viscosité et teneur en silice
Doc 3: formule chimique de différents minéraux
vidéo bilan sur les roches des zones de subduction
Rappel: utiliser une microscope polarisant
Une fois terminé, construisez le bilan de cours disponible ici, reprenez le une fois juste.
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3c : la formation du magma des zones de subduction
Au niveau des zones de subduction, des roches magmatiques telles que les andésites et les diorites sont formées : c’est l’accrétion continentale. Ces roches proviennent d’un magma hydraté. Quelles sont les conditions qui permettent l'obtention d'un magma hydraté à l’origine de l’accrétion continentale ?
On s'intéresse à deux roches (G4 et G5 ) que l'on trouve dans le plancher océanique en cours de subduction : le métagabbro à glaucophane (G4) et l’éclogite (G5) (voir leur localisation ci-contre )
Rappels: position de G4 et G5 dans les zones de subduction
1) A l'aide des échantillons et des lames de ces deux roches, observer les minéraux qui composent ces deux roches, et compléter le tableau de l'activité 2 pour les roches G4 et G5. Vous pouvez vous aider des documents ci-contre qui présente les deux roches à étudier. 2) Compléter le diagramme PT (doc 2 de l'activité 2) en plaçant les roches G4 et G5 et traduire par des flèches les transformations minéralogiques subies par le gabbro depuis sa naissance (=G1) au niveau d'une dorsale jusqu'à la roche G5. 3) Identifier les réactions métamorphiques qui se produisent au cours de la subduction, et montrer en quoi elles correspondent à une déshydratation de la croûte océanique plongeante. 4) Terminer de compléter le tableau bilan précédent.
Roche G4
Roche G5
tableau bilan
Doc 2: diagramme PT
II)A. La subduction et son volcanisme
Activité 3c : la formation du magma des zones de subduction
On cherche enfin à identifier la roche qui entre en fusion à l'origine du magma, et ce qui permet la fusion de la roche.5) Aller sur l'animation suivante. Faites descendre le curseur rouge (sous le volcan) pour obtenir le géotherme dans une zone de subduction. Est ce que le basalte de la croûte océanique plongeante peut fondre dans ces conditions s'il est sec (= non hydraté) ? Pourquoi?
6 a) Cliquer une fois sur le graphique du bas (= "diagramme de fusion") pour voir les résultats dans le cas d'un basalte hydraté. Ce dernier pourrait-il fondre ? Si oui, à quelle profondeur ? Dans le cas d'une zone de subduction, trouve t-on du basalte à ces profondeurs ? Conclure quand à l'hypothèse du basalte hydraté comme roche à l'origine du magma. b) Cliquer une seconde fois pour voir les résultats dans le cas d'une péridotite anhydre (=sèche), puis encore une fois pour avoir le cas d'une péridotite hydratée. Dans quelle condition(s) l'apparition d'un magma est-il possible ? A partir de quelle roche ? c) A l'aide des réponses précédentes, proposer un scénario expliquant la fusion partielle (conditions de température, de pression... ) de la zone du manteau de la plaque chevauchante située vers 100 kms de profondeur. Aide: Aidez vous du document 1 si besoin.
exercice 1
7) Compléter le bilan de cours ci-dessous, et les deux schémas bilan. 8) Faire les exercices proposés
Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, et le reprendre une fois juste.
exercice 2
Doc 1: Obtention de magma dans leszones de subduction
Et compléter les schéma bilans (demander la version papier)
vidéo bilan: Comment est formé ce magma très visqueux typique des volcans de la ceinture de feu du Pacifique?
Bilan sur le métamorphisme en zone de subduction
En bref...
En bref...
La partie précédente concernait la rencontre entre une plauqe continentale et une plaque océanique. Nous allons maintenant visiter les zones de rencontre entre 2 plaques continentales...
B. Les zones de collision
II)B. Les zones de collision
Activité 4a : les caractéristiques et déformations d'une chaine de collision visibles en milieu aérien
Documents (p.186/187) à exploiter
*la chaine pyrénéenne et les déformations des couches sédimentaires
*des plis et des failles
* des nappe de chariage
II)B. Les zones de collision
Activité 4b : les indices sous terrains d'une zone de collision : visite en profondeur des Alpes
Pb : A quelle profondeur se situe le Moho sous les Alpes ?
1. Ouvrir Tectoglob 3D.
2 Zoomer sur les Alpes. 3. Dans "actions", cliquer sur "Tracer une coupe" puis tracer une coupe perpendiculairement à la chaîne de montagne, en dépassant bien de part et d'autre de la chaine de montagne ( allant de l'Autriche jusqu'au nord de l'Italie. 4. Dans "données affichées", cliquer sur "Moho" . 5. Cliquer sur Oui afin d'exagérer l'échelle verticale des profondeurs. 6. Dézoomer à l'aide de la mollette de votre souris et ajuster votre coupe afin d'apercevoir aussi le manteau lithosphérique. 7a) Indiquer la profondeur du Moho sous les Alpes et réaliser un schéma légendé de la coupe affichée. b) Justifier que les chaînes de montagnes s'épaississent à la fois par le haut et par le bas. c) Justifier le nom de "racine crustale" donné à l'épaississement d'une chaine de montagne vers le bas. 8. A l'aide de l'onglet "données affichées"/"carte géologique"/profondeur Moho (monde) et de l'outil "tracer une coupe", comparer la profondeur du Moho sous une chaine de montagne et en région non montagneuse. Que remarquez vous ?
Coup de pouce
II)B. Les zones de collision
Activité 4c : QUANTIFIER LE RACCOURCISSEMENT ET L'EPAISSISSEMENT AU FIL DU TEMPS
La convergence de deux plaques continentales peut être à l'origine d'une chaîne de montagnes. On observe alors des marqueurs géologiques de la compression, comme des plis issus de la compression de roches ductiles. La compression de roches rigides provoque leur cassure le long de failles inverses. Cela entraîne le chevauchement de compartiments rocheux les uns au-dessus des autres, et un empilement de roches.
Pb : Comment quantifier l'empilement et le raccoucissement du mont Liban ?
A l'aide des 2 documents ci-dessous, calculer pour le mont Liban :- son raccourcissement Nord-Sud - son élargissement Est-Ouest - son épaississement
doc 1: Le mont Liban: une zone de collision entr deux plques
doc 2 : caractéristiques géologiques du Mont Liban
Une fois terminé, construire le bilan de cours disponible ici, et le reprendre une fois juste.
Et compléter les schéma bilans (demander la version papier)
En bref...
Bilan sur la colision
Vous souhaitez vous entraîner ? EXERCICEs
Objectif Bac
Hydratation et déshydratation de la lithosphère
La dynamique des zones de convergence
QCM : tester ses connaissances
Mobiliser ses connaissances pour répondre à une question scientifique (type I)
Une discontinuité dans le manteau
Pratiquer un raisonnement scientifique à l'aide de documents et de vos connaissances (type II)
Voici les éléments de correction pour vous autocorriger
Objectif Bac
Hydratation et déshydratation de la lithosphère
La dynamique des zones de convergence
QCM : tester ses connaissances
Mobiliser ses connaissances pour répondre à une question scientifique (type I)
Une discontinuité dans le manteau
Pratiquer un raisonnement scientifique à l'aide de documents et de vos connaissances (type II)