Chapitre 11 LES TRACES DU PASSE MOUVEMENTE DE LA TERRE
La tectonique des plaques, telle qu’on la connaît actuellement, a probablement débuté il y a au moins 2,1 milliards d’années. Depuis, les plaques se fragmentent, divergent, entrent en collision, laissant à chaque fois des indices qu’il faut savoir décrypter pour reconstituer des géographies successives à différentes époques.
Problème : Comment les géologues ont-ils pu reconstituer l’histoire de la tectonique des plaques ?
SOMMAIRE
Partie 1
Partie 2
Partie 3
Les continents ne représentent qu’un tiers de la surface du globe mais ont enregistré 90% de l’histoire de la Terre. Ils sont donc des lieux d’étude privilégiés pour reconstituer le passé mouvementé de la planète. La convergence des plaques lithosphériques provoque la formation des chaînes de montagnes ou orogenèse. Si les reliefs témoignent des orogenèses récentes, d’autres indices témoignent d’orogenèses très anciennes.
Orogenèse : ensemble des mécanismes aboutissant à la formation d’une chaîne de montagnes. La plupart des chaînes se forment lors de la collision de deux masses continentales mais certaines, comme la Cordillère des Andes peuvent résulter de déformations de la croûte continentale lors d’une subduction océanique. Les chaînes de montagnes formées au cours d’une même orogenèse dessinent un alignement appelé ceinture orogénique.
Problème : Quelles sont les indices des orogenèses anciennes et récentes?
I. Les continents, mémoire du passé mouvementé de la planète :
Activité n°1 : Les traces des différentes orogenèses ayant affecté le globe et la France.
https://www.kartable.fr/ressources/svt/cours/les-traces-du-passe-mouvemente-de-la-terre/53679
Bordas, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 2 p.160.
Bilan : La surface des continents révèle des roches d’âges variés couvrant pratiquement les 4.55 milliards d’année de l’histoire de la Terre. On peut y déceler des traces de chaînes de montagnes parfois très anciennes formées par la convergence de plaques lithosphériques. On peut ainsi reconstituer des traces de ceintures orogéniques, formées lors de cycles orogéniques successifs. En France, les deux principales orogenèses repérables visibles sur la carte géologique sont l’orogenèse alpine (ère tertiaire) visible dans les Alpes et les Pyrénées et l’orogenèse hercynienne (fin de l’ère primaire) surtout visible dans le massif central, le massif Armoricain et les Vosges. Ceinture orogénique : chaînes de montagnes. Cycle orogénique : succession des événements correspondant à la formation puis à la destruction des chaînes de montagnes.
Les déplacements horizontaux des plaques lithosphériques peuvent conduire celles-ci à se rapprocher l'une de l'autre et peuvent conduire à l'enfoncement dans le manteau d'une plaque sous une autre =subduction. De vastes océans ont ainsi disparu et la rencontre entre deux masses continentales a conduit à la formation d'une chaîne de montagne.
Problème : Quelles sont les traces laissées par ces océans aujourd’hui disparu ?
II. La recherche d'océans disparus:
TP n°16: Les ophiolites.
A. Les roches à l’affleurement:
https://lerebanchon.com/geologie/
Bilan : Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine océanique disparu (ophiolites). Dans les Alpes, le massif de Chenaillet correspond à une ophiolite, on y observe 4 types de roches en partant du bas: - Des péridotites sombres appelées serpentinites : ce sont des péridotites métamorphisées dont les olivines et le pyroxène a été transformé en serpentine (minéral noir) - Des gabbros (souvent métagabbro car ayant subi un hydrothermalisme de dorsale) - Des basaltes en pillow-lava (en coussin) -Des radiolarites, roches sédimentaires siliceuses contenant des radiolaires, organismes caractéristiques des fonds océanique profonds (4000 mètres).
L’observation de cette structure ophiolitique est donc la preuve de l’existence d’un plancher océanique ancien. Les ophiolites occupent une position de suture au cœur des chaînes de montagnes, à la frontière de deux plaques lithosphériques. Cette localisation suggère que la formation d’une chaîne de montagnes est associée à la disparition d’un domaine océanique dans un contexte de convergence entre deux plaques. Ophiolite : ensemble rocheux issu d’une portion de lithosphère océanique charriée sur un continent au cours d’une orogenèse.
B. La mise en place des ophiolites:
Belin, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 4 p.171.
https://www.maxicours.com/se/cours/les-chaines-de-montagnes-les-temoins-d-une-collision/
Bilan : Dans certaines ophiolites, les basaltes, gabbros et péridotites sont hydratés et voient leurs minéraux stabilisés dans le domaine métamorphique des schistes verts. Ces ophiolites ont été préservées lors de la convergence. Elles n’ont pas disparu par subduction mais ont remonté en surface lors d’un chevauchement de la lithosphère océanique sur une autre lithosphère : c’est l’obduction. D’autres ophiolites présentent les traces d’une subduction. Leur cortège minéralogique montre en effet des transformations dans le domaine métamorphique des schistes bleus ou des éclogites. Ces ophiolites sont donc entrées en subduction, se sont métamorphisées lentement puis sont remontées brutalement par exhumation. Subduction : enfoncement de la lithosphère dans le manteau au niveau des fosses océaniques. Obduction : chevauchement d’une lithosphère continentale par une lithosphère océanique ayant échappé à la subduction..
Dans toute la partie située à l'ouest de l'arc Alpin, il est possible de repérer un ensemble de failles normales qui séparent des blocs de croûte continentale qui ont plus ou moins basculés les uns par rapport aux autres.La présence de failles normales dans un contexte de convergence est très surprenante.
Problème : Comment expliquer la présence de ces failles normales et de blocs recouverts de sédiments au cœur des Alpes ?
Activité n°2: La naissance d’un océan.
https://www.revue-openfield.net/2017/07/12/6044/
https://www.lyceedadultes.fr/sitepedagogique/documents/SVT/SVT1S/13_Divergence_et_phenom%E8ne_lies_partie2.pdf
Bilan : La sismique réflexion permet d’identifier les structures présentes au niveau des jonctions entre les océans et les continents. Les bordures des océans sont appelées par les marges passives, zones sismiquement peu actives comportant de nombreuses failles normales courbes (failles listriques) formant des blocs basculés. Ces structures apparaissent lors de la formation d’un rift d’abord au niveau continental, sous l’effet de flux mantelliques (la lithosphère océanique subit des contraintes en expansion menant à sa fracturation entraînant la formation de failles normales courbes). Puis ce rift continental permet la formation de lithosphère océanique et contribue à la naissance d’un océan. Ces marges recueillent les sédiments dans les dépressions formées par le basculement des blocs, d’abord en milieu continental (altération des bords du rift) puis en milieu marin. Dans les Alpes, de nombreux blocs basculés anciens sont identifiables.
Rift continental : zone en dépression (fossé) située au cœur d’un continent, fracturée par un ensemble de failles normales et délimitée par des zones en relief. Faille normale : faille le long de laquelle le compartiment situé au-dessus de la faille s’abaisse par rapport au compartiment situé en-dessous, ce type de faille est provoqué par des mouvements d’extension. Faille listrique : faille normale qui a tendance à devenir horizontale en profondeur. Blocs basculés : portion de croûte continentale située entre deux failles listriques au niveau d’un rift ou d’une marge passive. Marge continentale passive : zone de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique où l’activité géologique est quasi nulle.
http://profsvt71.e-monsite.com/pages/classe-terminale-s/theme-1b-geologie/chapitre-7-la-formation-des-chaines-de-montagne.html
Au gré des collisions et des fragmentations, la lithosphère continentale voit sa géographie se modifier. Les roches sont la mémoire de ce passé mouvementé et leur étude permet de reconstituer des géographies successives ou paléogéographies.
Problème : Comment ces phases de réunion et de fragmentation alternent-elles au cours de l’histoire de la Terre ?
III. LA VALSE DES CONTINENTS:é n°3 : La paléogéographie, une science à remonter le temps
Activité n°3: La paléogéographie, une science à remonter le temps.
La paléogéographie a pour objet d’étude la reconstitution de la géographie passée de la Terre, au cours de sa longue histoire. Elle permet de produire des cartes représentant la position des masses continentales et des ceintures orogéniques à différentes époques géologiques.
Belin, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 3 p.177.
Bilan : La reconstitution de la géographie des continents au cours des temps géologiques, ou paléogéographie, montre l’alternance de phases de réunion, puis de fragmentation de continents. Lors des phases de réunion, les masses continentales se rapprochent les unes des autres au cours de la fermeture des domaines océaniques, puis entrent en collision orogénique, formant de nouvelles chaînes de montagnes. Lors des phases de fragmentation des masses continentales, la tectonique en distension forment des rifts conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales océaniques au niveau desquelles se produit l’accrétion de lithosphère océanique. Ces phénomènes résultent de la dynamique de la lithosphère par convergence (phases de réunion) ou divergence (phases de fragmentation). Paléogéographie : science qui s’attache à reconstituer les différentes paléogéographies qui se sont succédé au cours de l’histoire de la Terre.
That's all!
Chapitre 11
Instit Sainte-Marie
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Chapitre 11 LES TRACES DU PASSE MOUVEMENTE DE LA TERRE
La tectonique des plaques, telle qu’on la connaît actuellement, a probablement débuté il y a au moins 2,1 milliards d’années. Depuis, les plaques se fragmentent, divergent, entrent en collision, laissant à chaque fois des indices qu’il faut savoir décrypter pour reconstituer des géographies successives à différentes époques.
Problème : Comment les géologues ont-ils pu reconstituer l’histoire de la tectonique des plaques ?
SOMMAIRE
Partie 1
Partie 2
Partie 3
Les continents ne représentent qu’un tiers de la surface du globe mais ont enregistré 90% de l’histoire de la Terre. Ils sont donc des lieux d’étude privilégiés pour reconstituer le passé mouvementé de la planète. La convergence des plaques lithosphériques provoque la formation des chaînes de montagnes ou orogenèse. Si les reliefs témoignent des orogenèses récentes, d’autres indices témoignent d’orogenèses très anciennes.
Orogenèse : ensemble des mécanismes aboutissant à la formation d’une chaîne de montagnes. La plupart des chaînes se forment lors de la collision de deux masses continentales mais certaines, comme la Cordillère des Andes peuvent résulter de déformations de la croûte continentale lors d’une subduction océanique. Les chaînes de montagnes formées au cours d’une même orogenèse dessinent un alignement appelé ceinture orogénique.
Problème : Quelles sont les indices des orogenèses anciennes et récentes?
I. Les continents, mémoire du passé mouvementé de la planète :
Activité n°1 : Les traces des différentes orogenèses ayant affecté le globe et la France.
https://www.kartable.fr/ressources/svt/cours/les-traces-du-passe-mouvemente-de-la-terre/53679
Bordas, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 2 p.160.
Bilan : La surface des continents révèle des roches d’âges variés couvrant pratiquement les 4.55 milliards d’année de l’histoire de la Terre. On peut y déceler des traces de chaînes de montagnes parfois très anciennes formées par la convergence de plaques lithosphériques. On peut ainsi reconstituer des traces de ceintures orogéniques, formées lors de cycles orogéniques successifs. En France, les deux principales orogenèses repérables visibles sur la carte géologique sont l’orogenèse alpine (ère tertiaire) visible dans les Alpes et les Pyrénées et l’orogenèse hercynienne (fin de l’ère primaire) surtout visible dans le massif central, le massif Armoricain et les Vosges. Ceinture orogénique : chaînes de montagnes. Cycle orogénique : succession des événements correspondant à la formation puis à la destruction des chaînes de montagnes.
Les déplacements horizontaux des plaques lithosphériques peuvent conduire celles-ci à se rapprocher l'une de l'autre et peuvent conduire à l'enfoncement dans le manteau d'une plaque sous une autre =subduction. De vastes océans ont ainsi disparu et la rencontre entre deux masses continentales a conduit à la formation d'une chaîne de montagne.
Problème : Quelles sont les traces laissées par ces océans aujourd’hui disparu ?
II. La recherche d'océans disparus:
TP n°16: Les ophiolites.
A. Les roches à l’affleurement:
https://lerebanchon.com/geologie/
Bilan : Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine océanique disparu (ophiolites). Dans les Alpes, le massif de Chenaillet correspond à une ophiolite, on y observe 4 types de roches en partant du bas: - Des péridotites sombres appelées serpentinites : ce sont des péridotites métamorphisées dont les olivines et le pyroxène a été transformé en serpentine (minéral noir) - Des gabbros (souvent métagabbro car ayant subi un hydrothermalisme de dorsale) - Des basaltes en pillow-lava (en coussin) -Des radiolarites, roches sédimentaires siliceuses contenant des radiolaires, organismes caractéristiques des fonds océanique profonds (4000 mètres).
L’observation de cette structure ophiolitique est donc la preuve de l’existence d’un plancher océanique ancien. Les ophiolites occupent une position de suture au cœur des chaînes de montagnes, à la frontière de deux plaques lithosphériques. Cette localisation suggère que la formation d’une chaîne de montagnes est associée à la disparition d’un domaine océanique dans un contexte de convergence entre deux plaques. Ophiolite : ensemble rocheux issu d’une portion de lithosphère océanique charriée sur un continent au cours d’une orogenèse.
B. La mise en place des ophiolites:
Belin, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 4 p.171.
https://www.maxicours.com/se/cours/les-chaines-de-montagnes-les-temoins-d-une-collision/
Bilan : Dans certaines ophiolites, les basaltes, gabbros et péridotites sont hydratés et voient leurs minéraux stabilisés dans le domaine métamorphique des schistes verts. Ces ophiolites ont été préservées lors de la convergence. Elles n’ont pas disparu par subduction mais ont remonté en surface lors d’un chevauchement de la lithosphère océanique sur une autre lithosphère : c’est l’obduction. D’autres ophiolites présentent les traces d’une subduction. Leur cortège minéralogique montre en effet des transformations dans le domaine métamorphique des schistes bleus ou des éclogites. Ces ophiolites sont donc entrées en subduction, se sont métamorphisées lentement puis sont remontées brutalement par exhumation. Subduction : enfoncement de la lithosphère dans le manteau au niveau des fosses océaniques. Obduction : chevauchement d’une lithosphère continentale par une lithosphère océanique ayant échappé à la subduction..
Dans toute la partie située à l'ouest de l'arc Alpin, il est possible de repérer un ensemble de failles normales qui séparent des blocs de croûte continentale qui ont plus ou moins basculés les uns par rapport aux autres.La présence de failles normales dans un contexte de convergence est très surprenante.
Problème : Comment expliquer la présence de ces failles normales et de blocs recouverts de sédiments au cœur des Alpes ?
Activité n°2: La naissance d’un océan.
https://www.revue-openfield.net/2017/07/12/6044/
https://www.lyceedadultes.fr/sitepedagogique/documents/SVT/SVT1S/13_Divergence_et_phenom%E8ne_lies_partie2.pdf
Bilan : La sismique réflexion permet d’identifier les structures présentes au niveau des jonctions entre les océans et les continents. Les bordures des océans sont appelées par les marges passives, zones sismiquement peu actives comportant de nombreuses failles normales courbes (failles listriques) formant des blocs basculés. Ces structures apparaissent lors de la formation d’un rift d’abord au niveau continental, sous l’effet de flux mantelliques (la lithosphère océanique subit des contraintes en expansion menant à sa fracturation entraînant la formation de failles normales courbes). Puis ce rift continental permet la formation de lithosphère océanique et contribue à la naissance d’un océan. Ces marges recueillent les sédiments dans les dépressions formées par le basculement des blocs, d’abord en milieu continental (altération des bords du rift) puis en milieu marin. Dans les Alpes, de nombreux blocs basculés anciens sont identifiables.
Rift continental : zone en dépression (fossé) située au cœur d’un continent, fracturée par un ensemble de failles normales et délimitée par des zones en relief. Faille normale : faille le long de laquelle le compartiment situé au-dessus de la faille s’abaisse par rapport au compartiment situé en-dessous, ce type de faille est provoqué par des mouvements d’extension. Faille listrique : faille normale qui a tendance à devenir horizontale en profondeur. Blocs basculés : portion de croûte continentale située entre deux failles listriques au niveau d’un rift ou d’une marge passive. Marge continentale passive : zone de transition entre la croûte continentale et la croûte océanique où l’activité géologique est quasi nulle.
http://profsvt71.e-monsite.com/pages/classe-terminale-s/theme-1b-geologie/chapitre-7-la-formation-des-chaines-de-montagne.html
Au gré des collisions et des fragmentations, la lithosphère continentale voit sa géographie se modifier. Les roches sont la mémoire de ce passé mouvementé et leur étude permet de reconstituer des géographies successives ou paléogéographies.
Problème : Comment ces phases de réunion et de fragmentation alternent-elles au cours de l’histoire de la Terre ?
III. LA VALSE DES CONTINENTS:é n°3 : La paléogéographie, une science à remonter le temps
Activité n°3: La paléogéographie, une science à remonter le temps.
La paléogéographie a pour objet d’étude la reconstitution de la géographie passée de la Terre, au cours de sa longue histoire. Elle permet de produire des cartes représentant la position des masses continentales et des ceintures orogéniques à différentes époques géologiques.
Belin, Terminale, spécialité SVT, 2020, doc 3 p.177.
Bilan : La reconstitution de la géographie des continents au cours des temps géologiques, ou paléogéographie, montre l’alternance de phases de réunion, puis de fragmentation de continents. Lors des phases de réunion, les masses continentales se rapprochent les unes des autres au cours de la fermeture des domaines océaniques, puis entrent en collision orogénique, formant de nouvelles chaînes de montagnes. Lors des phases de fragmentation des masses continentales, la tectonique en distension forment des rifts conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales océaniques au niveau desquelles se produit l’accrétion de lithosphère océanique. Ces phénomènes résultent de la dynamique de la lithosphère par convergence (phases de réunion) ou divergence (phases de fragmentation). Paléogéographie : science qui s’attache à reconstituer les différentes paléogéographies qui se sont succédé au cours de l’histoire de la Terre.
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