Première S, partie 1 :
Structure, composition et dynamique de la Terre
Ch 3 : Mouvements de lithosphère
J. Mirabaud
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Première S, partie 1 : |
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I : Mouvements relatifs des plaques A : Preuves géologiques de la mobilité des plaques p64 : La distribution géographique des plus forts reliefs (lu sur relevé hypsométrique = topo + bathimétrique) recouvre la distribution en guirlande des volcans et séismes. Ils révèlent les déformations intenses subies par les bords lors des déplacements des plaques. La faible épaisseur et le jeune âge des sédiments marins déposés sur les croûtes océaniques indiquent leur création récente (< 180Ma). p65 à 71 : Les forages des fonds océaniques révèlent la symétrie des âges des sédiments, les plus récents existent seuls près de l'axe, y indiquant une extension du fond océanique avec naissance de nouvelle croûte. La symétrie des anomalies magnétiques confirme les données sédimentaires. La plaque Pacifique porte des volcans de points chauds : produits à partir d'une source profonde fixe. Leur alignement et leur âge indiquent les sens, directions et vitesse du déplacement de la plaque B : ces déductions sont confortées par les techniques de mesure modernes p78 à 85 : Le GPS (Global Positioning System) réalise des mesures de vitesse instantanées à l'aide de balises de réception au sol enregistrant un signal de longueur d'onde micrométrique (qui traverse les nuages !). La balise doit recevoir le signal d'au moins 4 satellites pour faire une mesure précise de position, de l'ordre du millimètre. Mesurée tous les 3 ans, la vitesse de déplacement des plaques est fiable dés la troisième mesure. |
TP 3a : tectonique des plaques
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II : Marges des plaques A : Marges actives Ce sont les lignes de contact entre plaques. Les plaques océaniques se créent en zone de divergence au niveau des dorsales. Ces plaques disparaissent en zone de convergence par subduction ou collision. Elles frottent l'une contre l'autre en zone de coulissage. Leur volume est globalement conservé : la disparition de plaques équilibre leur création. Les directions et vitesses de mouvements de plaques ont varié lors de ces 180 derniers MA. B : Marges passives p120 à 127 : Ce sont les lignes de contact entre croûte continentale et croûte océanique au sein d'une plaque : les plaques sont parfois continentales ou océaniques mais le plus souvent, elles sont mixtes. L'ouverture d'océan débute par extension puis rupture de la croûte continentale. Un graben long et étroit naît, bordé de failles normales délimitant des blocs basculés et engendrant volcans, séismes. Dans ce rift continental, des sédiments fluviatiles, lacustres, détritiques, s'accumulent. La fragilité créée par ces failles normales entraîne une subsidence (= affaissement de la croûte) sous le poids des sédiments. Ces sédiments anté- (avant), syn- (pendant) et post-rift (après étirement) sont produits et témoins de l'amincissement progressif de la croûte, plus ils sont épais plus la subsidence s'accentue. Ces sédiments ont enregistré l'histoire précoce de la rupture continentale et de l'océanisation. |
TP 3b : rifts et déchirures continentales (12x2 polys + 1 poly / élève) ; animations Failles, Isostasie TP 3c : |
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III : Naissance des dorsales océaniques A : Activités tectoniques p106 : Une dorsale désigne l'ensemble du fond océanique : l'axe central et les 2 formations de part et d'autre. L'axe forme un relief sous-marin allongé, segmenté de failles transformantes, limitée par des failles normales et des alignements de séismes à foyer superficiel (-de 10km de profondeur). p112 : une dorsale peut être rapide ou lente, ce qui modifie le profil du rift central. B : Activités magmatiques associées p92 à 99 : L'axe central produit beaucoup de basalte et gabbro (» 20km3/an) par solidification d'un magma issu de fusion partielle de péridotites. L'imagerie géothermique montre une remontée de l'asthénosphère sous l'axe d'où fusion des péridotites par décompression sans perte de chaleur. La péridotite contient olivine, pyroxène ferro-magnésien, plagioclase alumino-calcique. Le plagioclase fond en 1ier : le magma s'enrichit en aluminium + calcium. Les liquides sont collectés dans une chambre magmatique (de quelques km3), la cristallisation lente au fond de la chambre produit des gabbros à texture grenue, le refroidissement rapide en surface conduit à des basaltes de texture microlitique. Leur composition chimique dépend donc du taux de fusion partielle. La péridotite résiduelle sera enrichie en olivine et pyroxène. C : Les transformations liées au refroidissement et à l'hydratation p110 : En s'éloignant de la dorsale, la croûte océanique se refroidit, devient cassante, se marque de failles transformantes. L'eau de mer y circule, refroidit la croûte en profondeur, d'où la déstabilisation des plagioclases et pyroxènes, évoluant en minéraux hydratés stables à plus basse température (amphiboles et chlorites). La circulation hydrothermale peut atteindre les péridotites : hydratées, elles se transforment en serpentinites. Cette eau sous pression transporte des éléments métalliques arrachés aus sédiments et surtout au manteau. Ce fluide hydrothermal se dilate au contact de la chaleur du magma et rejaillit par des puits nommés fumeur noir (cheminée dans les basaltes enduite de sulfures métalliques), fumeur blanc (si l'eau est chargée en sulfates de calcium et baryum) ou fumeur transparent (si l'eau est salée à 20% mais n'émet pas de particules). Ce refroidissement progressif conduit à l'épaississement de la lithosphère océanique au détriment de l'asthénosphère. L'isotherme 1300°C (limite séparant lithosphère rigide et asthénosphère ductile) s'éloigne de la surface quand on s'éloigne de l'axe de la dorsale. La densité de cette lithosphère froide, épaisse, hydratée, augmente jusqu'à dépasser celle de l'asthénosphère, facilitant le phénomène ultérieur de subduction. |
Transparent "océans atlantique et indien" yaourt + flexcam Un océan est né TP3d : origine
et devenir de magmas basaltiques. p94, Excell,
12polys
Ex 4 + ex 6 p103 Ex 8 p104 TD schéma récapitulatif
"Terre, planète active" site Série de schémas bilans sur la machine Terre |
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