SVT – TERMINALE S – THÈME 1 – LA TERRE DANS L’UNIVERS, LA VIE ET L’ÉVOLUTION DU

VIVANT1B2 – LA CONVERGENCE LITHOSPHÉRIQUE

COURS 1B-2LA FORMATION DES

MONTAGNES

Comparaison entre la poussée de la lithosphère océanique et le support de l’asthénosphère

2 10 25 35 50 75 100 150

Croûte - h CO 7 7 7 7 7 7 7 7

Manteau - h ML 6,01 22,09 39,00 47,43 58,05 72,67 85,00 105,68

13,01 29,09 46,00 54,43 65,05 79,67 92,00 112,68

Lithosphère océanique

33,84 87,16 142,95 170,76 205,83 254,08 294,75 362,98

Asthénosphère 41,63 93,10 147,20 174,17 208,17 254,96 294,40 360,56

Âge de la lithosphère océanique (Ma)Epaisseur de lalithosphère H (km)

Epaisseur équivalente d’asthénosphèresous-jacente sur laquelle la lithosphèreexerce sa poussée. (km)Masse d’une colonne

de surface 1m² (10 6

kg)

On remarque que si la lithosphère océanique est plus âgée que 100 Ma, elle n’est plus supportée par l’asthénosphère

C’est alors que peut s’enclencher le processus de subduction, comme au niveau du Japon ou des Antilles

TD 3 – L’EQUILIBRE DE LA LITHOSPHÈRE OCÉANIQUE

L’étude de la distribution de l’activité sismique globale montre une concentration autour de l’Océan Pacifique

Focalisons nous sur cette zone, et rappelez vous un séisme récent…

Un aperçu de la sismicité de la semaine du 11/03/2011

Ce séisme au Japon illustre les caractéristiques géologiques d’une marge active

Une limite de plaque = marge

PACIFIQUE

PHILIPPINES

EURASIE

En convergence

Un relief négatif repère : la fosse océanique

Une distribution des reliefs particulière

Parfois, un bassin arrière-arc

Un relief positif (iles/ montagnes/ volcans)

Une accumulation de sédiments : le prisme d’accrétion sédimentaire

L’activité géologique d’une marge active en convergence

Un volcanisme parallèle à la fosse océanique, mais légèrement écarté (100 – 200 km)Une sismicité distribuée selon la profondeur = plan de Wadati-Benioff

TP4 – A L’ORIGINE DES CHAINES DE MONTAGNES (1) – LA SUBDUCTION LITHOSPHÉRIQUE

I- La subduction lithosphériqueA- Des critères reconnaissables

Reliefs fortement positifs (Montagnes, archipel) et négatifs (fosse océanique) à proximité

Séismes forts et réguliers, distribués en profondeur selon le plan de Wadati-Benioff (VU EN PREMIÈRE S ! )

Volcanisme actif (THÈME 1B-3)

C’est au niveau des marges actives des plaques lithosphériques qu’il y a subduction lithosphérique, avec :

La subduction - schéma morphologique et topographique

Séismes

Plan de Wadati-Benioff

B- Les réactions métamorphiques, indicateurs des phénomènes profonds

• C’est l’ensemble des transformations des minéraux sous l’effet :D’une variation de températureD’une variation de pressionD’un apport de fluide (eau en général)

• Le métamorphisme correspond à des réactions chimiques entre les minéraux

• Il se fait uniquement à l’état solide(sans fusion, ou c’est du magmatisme – THÈME 1B-3)

Qu. 2

Un exemple de réaction métamorphique

Albite – NaSi2O8

Jadéite – NaSiO6 + Quartz – SiO2

Domaine de stabilité de l’Albite

Domaine de stabilité de la Jadéite

Hausse de PBaisse de T°

Baisse de PHausse de T°

• L’étude du métamorphisme en géologie apporte des informations sur ce qui se passe en profondeur, dans des zones inaccessibles.

• Identifier des minéraux issus de réactions métamorphiques, c’est reconstituer les conditions de pression et température qui leur ont donné naissance.

Qu. 2 suite

Prenons l’exemple de la roche Eclogite, associée aux zones de subduction, et ses minéraux caractéristiques

Eclogite

Grenat, Jadéite (Pyroxène vert), Quartz

Minéraux présents :

Qu. 4

Le grenat, un minéral indicateur

Zone de stabilité du grenat

Pression mini : 1 GPaTempérature mini : 200 °C

Qu. 5

La présence de grenat dans une roche métamorphisée indique qu’elle s’est transformée sous l’effet d’une pression élevée

Gabbro (croute océanique originale)

Granite (croute continentale originale)

Enfouissement

par subduction

Métagabbro à grenat/jadéite= Eclogite s.s.

Métagranite à grenat

Schiste/Metagabbro à chlorite

D’autres roches métamorphiques associées aux zones de subduction

Minéraux présents : Albite, Chlorite

Schiste/ Metagabbro à glaucophane

Minéral typique : Glaucophane (Amphibole bleue)

Minéraux fréquents : Quartz, Mica blanc, Chlorite, Grenat

Les faciès métamorphiques= ensemble de conditions de T° et Pressionde stabilité d’un assemblage minéralogique

C- La lithosphère océanique, une structure provisoire