1,2,3/ Les marques de la fragmentation continentale et de l’ouverture océanique : marges continentales

1/ Marges passives

Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) relatives à des marges passives divergentes ;

p.168-169ⁱ

• Les marges passives bordant un océan portent des marques de distension (failles normales et blocs basculés) qui témoignent de la fragmentation initiale (=Rift continental) avant l’accrétion océanique.

2/ Rift continental

Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) : relatives à un rift continental (par exemple, le rift des Afars).

p.166-169ⁱⁱ

	Rift continental	Marge passive
Structures tectoniques	Failles normales	→ listriques
Sédiments	continentaux syn-rift de type conglomérats et évaporites
	0	marins post-rifts
Activité sismique	Importante, liée notamment au mouvement des failles normales	Faible ou absente (failles non actives)
Activité volcanique	Importante (volcanisme basaltique)	Absente

• Les stades initiaux de la fragmentation continentale correspondent aux rifts continentaux.

3/ Paléogéographie

p.170-171ⁱⁱⁱ

Application Paleomap Maker : http://portal.gplates.org/map/

Animation permettant de remonter dans le temps jusqu’à 750 millions d’années et de découvrir où se trouvait alors votre région. Pour chaque période, des explications en anglais sont données. https://dinosaurpictures.org/ancient-earth#0

• La dynamique de la lithosphère détermine ainsi différentes périodes paléogéographiques, avec des périodes de réunion de blocs continentaux, liées à des collisions orogéniques, et des périodes de fragmentation conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales.

Film / Aux origines de l'Europe | La valse des continents | ARTE : https://youtu.be/ajt5OAhZff4

L’Europe est née de trois gigantesques collisions entre l’Amérique, l’Asie et l’Afrique. Le continent n’est pas figé pour autant... Une traversée des temps géologiques à la découverte de la "valse tectonique". L'Europe s'est bâtie par trois gigantesques collisions avec l'Amérique, l'Asie et l'Afrique. L’Europe est née de trois gigantesques collisions entre l’Amérique, l’Asie et l’Afrique. Chacune a occasionné des cataclysmes d’une ampleur prodigieuse qui ont créé un monde aux formes chaotiques et aux couleurs vives. Au fil du temps, des chaînes de montagnes plus hautes que l’Himalaya se sont élevées en Scandinavie et en Écosse, là où l’on trouve aujourd’hui les grandes plaines du centre… Après des millions d’années d’érosion, l’Europe est devenue un fond marin. Elle a été envahie par des formes de vie insolites et certaines de ces espèces ont modifié la forme même du continent. Ces métamorphoses dans le temps et l’espace s’inscrivent dans l’incessante valse des continents.

manuel

Réponses au Manuel p.158 à 171 :

p.160 + p.490 + p.161 + p.489

1/ La carte géologique mondiale révèle des traces de nombreuses orogenèses [oro- : montagne « oros » ὄρος + genèse : naître « gígnomai » γίγνομαι] :

Période	Orogenèse	Continent
Crétacé	laramienne	Amérique
Jurassique	cimmérienne	Asie
Trias	alpine	Europe
Permien	Hercynienne = varisque	Europe
Dévonien	Hercynienne = varisque	Europe
Cambrien	calédonienne	Europe
Précambrien	cadomienne	Europe
Neoprotérozoïque	Panafricaine = brésilienne	Amérique + Afrique
Mésoprotérozoïque	mayoumbienne	Afrique
Paléoprotérozoïque	Icartienne = éburnéene	Europe + Afrique
Néoarchéen	libérienne	Afrique
Mésoarchéen	léonienne	Afrique

2/ Les indices géologiques typiques d’une ceinture orogénique : roches les plus anciennes, chaînes de montagnes, roches magmatiques et métamorphiques, failles, nappes de charriages, ...

3/ la correspondance des structures de part et d’autre de certains océans témoignent du déplacement des masses continentales

p.162-163

1/ ophiolites = basaltes / gabbros / péridotites

pillow-lavas, typiques des dorsales océaniques

péridotites du Chenaillet → serpentinites contenant serpentine (minéral hydraté)

gabbros → métagabbro schistes verts contenant actinote (minéral hydraté)

donc ophiolite métamorphisées / refroidissement + eau

2/ position des ophiolites à la frontière d’anciennes plaques tectoniques et séparant les deux masses continentales entrées en collision. L’interprétation des complexes ophiolitiques comme un lambeau d’une ancienne lithosphère océanique pris « en sandwich » entre les masses continentales permet d’en faire un repère de la suture entre blocs continentaux

p.164-165

	Minéralogie	Faciès	Domaine de stabilité
Métagabbro 1	Plagioclase + pyroxènes + glaucophane	Schistes bleus	Basse température (< 400 °C) Moyenne pression (0,5 à 1,5 GPa)
Métagabbro 2	Pyroxènes dont omphacite + grenat	Éclogites	Basse température (200 à 500 °C) Haute pression (> 1 GPa)

1/ Les ophiolites de Bou Azzer proviennent d’une obduction, c’est-à-dire du charriage de lithosphère océanique par-dessus la lithosphère continentale, alors que celles du Mont Viso proviennent d’une lithosphère océanique ayant subi une subduction, c’est-à-dire un enfoncement de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère, sous la lithosphère continentale.

2/ La formation des métagabbros du Mont Viso à partir de métagabbros faciès schistes verts, comme ceux du Chenaillet, s’effectue par augmentation importante de la pression et moins importante de la température, lors de l’enfoncement de la lithosphère océanique par subduction. En effet les conditions de pression et de température du métamorphisme suivent le géotherme des zones de subduction.

p.166-167

1/ Les caractéristiques du rift d’Assal :

– tectonique en distension,

– failles normales avec effondrement central,

– volcanisme actif basaltique au centre du rift,

– dépôts de roches sédimentaires évaporitiques au fond du rift,

– sismicité active le long des failles et au niveau de la zone magmatique.

2/ D’après l’étude des données GPS, le rift de l’Afar se trouve en régime tectonique distensif, entraînant un amincissement de la lithosphère continentale.

3/ Le régime tectonique en distension provoque un amincissement de la lithosphère s’accompagnant en surface de la fracturation de la croûte continentale le long de failles normales parallèles, ce qui forme un fossé d’effondrement ou rift. L’amincissement lithosphérique est également à l’origine du magmatisme responsable de l’activité volcanique au centre du rift. L’activité sismique est la conséquence du jeu des failles normales, mais aussi de l’activité magmatique. Enfin la faible épaisseur d’eau envahissant les zones basses est à l’origine, en climat chaud et sec, d’une sédimentation évaporitique.

p.168-169

1/ La vitesse des ondes sismiques indiquées sur le schéma interprétatif permet, en comparant avec les valeurs du tableau, d’identifier les roches magmatiques constitutives de la croûte continentale (granite), de la croûte océanique (basaltes) et du manteau (péridotites). Les failles normales peuvent être identifiées par le déplacement relatif des blocs de socle continental. Les sédiments peuvent être datés par les couleurs en se reportant au document 2 et être identifiés comme syn-rift ou post-rift en utilisant le document 3.

2/

	Rift continental	Marge passive
Structures tectoniques	Failles normales
Caractéristiques sédimentaires	Sédiments continentaux (syn-rift) de type conglomérats et évaporites
		Sédiments marins (post-rifts)
Activité sismique	Importante, liée notamment au mouvement des failles normales	Faible ou absente (failles non actives)
Activité volcanique	Importante (volcanisme basaltique)	Absente

3/ D’après la séquence stratigraphique du forage représenté sur le document 2 et le modèle présenté dans le document 3, on peut reconstituer deux grandes étapes de la formation de cette marge passive :

– Oligocène (−34 à −23 Ma) : fragmentation continentale par formation d’un rift avec effondrement le long de failles normales actives et dépôts de sédiments continentaux syn-rift remplissant les bassins sédimentaires dissymétriques (conglomérats - évaporites).

– Miocène à aujourd’hui (−23 à 0 Ma) : expansion océanique séparant les deux moitiés de l’ancien rift et recouvrement des blocs basculés par dépôts de sédiments marins post-rift argileux.

p.170-171

1/mécanismes géodynamiques à l’origine des changements de la géographie des continents :

– Phases d’ouverture de domaines océaniques par fragmentation continentale, puis expansion océanique donnant naissance à l’océan Atlantique nord (dès −164 Ma), à l’océan Atlantique sud (dès −122 Ma), à l’océan Alpin (dès −164 Ma) et à l’océan Lapetus (entre −600 et −540 Ma).

– Phases de regroupement des masses continentales par collision responsables de l’orogenèse calédonienne (entre −540 et −420 Ma), de l’orogenèse hercynienne (entre −420 et −300 Ma) et de l’orogenèse alpine (depuis 37 Ma).

2/ un cycle complet de Wilson entre deux périodes de regroupement de l’ensemble des masses continentales : les supercontinents Pannotia et Pangée (ou Pangea). On observe entre −600 Ma et −540 Ma une phase de fragmentation des masses continentales par ouverture de domaines océaniques, puis de −540 Ma à −300 Ma une période de réunion des blocs continentaux lors des orogenèses calédonienne puis hercynienne.

Netothèque de géologie

cours Tle : https://www.profsvt71.fr/pages/terminale-spe-svt/a-la-recherche-du-passe-geologique-de-notre-planete/les-traces-continentales-des-orogeneses-passees.html

https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/geologie/cette-video-retrace-1-milliard-d-annees-de-mouvements-des-plaques-tectoniques_151681

https://biblio.editions-bordas.fr/demo/9782047390696/?openBook=9782047390696_extrait%3fdXNlck5hbWU9RTgzZStMS3dXMXpXVGhqK2dBTUxldz09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=

• la carte géologique de la France au 1/1 000 000e, le site du BRGM InfoTerre : http://infoterre.brgm.fr/

• sur la géologie de l’anticlinal de Tulle : http://www.saga-geol.asso.fr/Documents/Saga_286_Excursion_Limousin.pdf

• une découverte géologique du parc des Écrins : https://geologie.ecrins-parcnational.fr/

• une visite virtuelle du massif du Chenaillet, site de Christian Nicollet : http://christian.nicollet.free.fr/page/Alpes/chenaillet/chenaillet.html

• Atlas pétrographique de l’ophiolite du Chenaillet : http://geolfrance.brgm.fr/sites/default/files/upload/documents/atlas_petrographique_chenaillet_edition_3_finale.pdf

• page wiki sur le chenaillet : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mont_Chenaillet

• les ophiolites de Bou Azzer : https://perso.univ-rennes1.fr/romain.bousquet/Papers/bouazzer/index.html

• étude plus détaillée du rift d’Assal, présentation de Cécile Doubre : http://eost.u-strasbg.fr/semipgs/pres_CecileDoubre.pdf

• campagnes de forage et l’histoire géologique du golfe du Lion : http://geolfrance.brgm.fr/sites/default/files/upload/documents/gf3-3-2000.pdf

logithèque géologie

• Application Paleomap Maker : http://portal.gplates.org/map/

• Animation permettant de remonter dans le temps jusqu’à 750 millions d’années et de découvrir où se trouvait alors votre région. Pour chaque période, des explications en anglais sont données. https://dinosaurpictures.org/ancient-earth#0

• Une animation permettant de réaliser différentes activités interactives concernant les caractéristiques des zones de subduction (L’exemple choisi est celui de la subduction au niveau de la cordillère des Andes). : http://nicolas-cohen.org/xia/#collapse5

• Logiciel Subduction de Perez à télécharger : https://disciplines.ac-toulouse.fr/svt/les-logiciels-de-pierre-perez

• Animation permettant de réaliser différentes activités interactives concernant les caractéristiques des zones de subduction (L’exemple choisi est celui de la subduction au niveau de la cordillère des Andes). : http://nicolas-cohen.org/xia/#collapse5

• Animation permettant de visualiser les transformations minéralogiques subies par les roches de la croûte océanique depuis la dorsale jusqu’à la zone de subduction en relation avec l’évolution des conditions de température et de pression. : http://viasvt.fr/subduction-metamorphisme/subduction-metamorphisme.html

• Animation permettant de comprendre le phénomène de fusion des roches au niveau d’une zone de subduction en fonction du géotherme, du type de roches (basalte ou péridotite) et de leur état (hydraté ou anhydre). : http://viasvt.fr/subduction-magma/subduction-magma.html

• Animation permettant de comprendre la provenance du magma basaltique en mettant en relation le modèle thermique d’une zone de dorsale océanique avec les conditions de fusion de la péridotite du manteau supérieur. : http://viasvt.fr/dorsale-magma/dorsale-magma.html

• Logiciel Tectoglob : http://svt.ac-amiens.fr/040-vue-d-ensemble-des-logiciels-de-m-madre

• Logiciel tectoglob 3D : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/tectoglob3d/

• Logiciel educarte : http://www.edusismo.org/docs/outils/educarte/index.htm ; prise en main : http://edumed.unice.fr/fr/contents/news/tools-lab/EduCarte

Bilan / Les traces du passé mouvementé de la Terre

Des domaines continentaux révélant des âges variés

Les continents associent des domaines d’âges différents. Ils portent des reliquats d’anciennes chaînes de montagnes (ou ceintures orogéniques) issues de cycles orogéniques successifs.

La recherche d’océans disparus

Les ophiolites sont des roches de la lithosphère océanique. La présence de complexes ophiolitiques formant des sutures au sein des chaînes de montagnes témoigne de la fermeture de domaines océaniques, suivie de la collision de blocs continentaux par convergence de plaques lithosphériques.

L’émergence d’ophiolites résulte de phénomènes d’obduction ou de subduction, suivis d’une exhumation.

Les marques de la fragmentation continentale et de l’ouverture océanique

Les marges passives bordant un océan portent des marques de distension (failles normales et blocs basculés) qui témoignent de la fragmentation initiale avant l’accrétion océanique.

Les stades initiaux de la fragmentation continentale correspondent aux rifts continentaux.

La dynamique de la lithosphère détermine ainsi différentes périodes paléogéographiques, avec des périodes de réunion de blocs continentaux, liées à des collisions orogéniques, et des périodes de fragmentation conduisant à la mise en place de nouvelles dorsales.

Notions fondamentales : cycle orogénique, ophiolites, paléogéographie.

Objectifs : mobiliser les acquis de la classe de première sur la tectonique globale actuelle (notamment les marqueurs de collision ou d’extension) pour reconstituer l’histoire géologique de la Terre et notamment sa paléogéographie.

Précisions : l’étude de la diversité des ophiolites n’est pas au programme. L’exhumation des ophiolites subduites est mentionnée comme un fait mais n’est pas expliquée. Aucune notion relative à l’isostasie n’est exigée.

Liens : enseignement de spécialité de SVT en classe de première : dynamique de la lithosphère.

Observer la carte géologique mondiale afin d’identifier quelques ceintures orogéniques.

Recenser et organiser les informations chronologiques sur les formations magmatiques et métamorphiques, figurant sur une carte de France au 10-6.

Recenser, extraire et organiser des données de terrain ou cartographiques pour argumenter :

- sur l’origine océanique d’un complexe ophiolitique (données pétrographiques et minéralogiques) ;

- sur l’idée de suture (données cartographiques : par exemple, les Alpes ou l’Himalaya).

Établir des corrélations entre la composition minéralogique d’une roche et les différentes conditions de pression et de température, déterminées par les contextes de subduction.

Recenser, organiser et exploiter des données (sismiques, tectoniques, sédimentaires) :

- relatives à des marges passives divergentes ;

- relatives à un rift continental (par exemple, le rift des Afars).

evaluation

https://www.didac-tic.fr/bac/

exercice 1	exercice 2
La Réunion 29 mars 2023, Polynésie 14 mars 2023, Mayotte 18 mai 2022, Asie 17 mai 2022, Madrid 11 mai 2022, Métropole 15 mars 2021 (corrigé), Polynésie 15 mars 2021, Amérique du nord 24 mars 2021, Madrid 10 juin 2021, Métropole 10 septembre 2021	Madrid 22 mars 2023, Amérique du nord 19 mai 2022, Amérique du sud 10 novembre 2021, Amérique du sud 9 novembre 2021, Métropole 16 mars 2021 (corrigé), Polynésie 16 mars 2021, Métropole 9 septembre 2021

i p169q1/ La vitesse des ondes sismiques indiquées sur le schéma interprétatif permet, en comparant avec les valeurs du tableau, d’identifier les roches magmatiques constitutives de la croûte continentale (granite), de la croûte océanique (basaltes) et du manteau (péridotites). Les failles normales peuvent être identifiées par le déplacement relatif des blocs de socle continental. Les sédiments peuvent être datés par les couleurs en se reportant au document 2 et être identifiés comme syn-rift ou post-rift en utilisant le document 3.

p169q3/ D’après la séquence stratigraphique du forage représenté sur le document 2 et le modèle présenté dans le document 3, on peut reconstituer deux grandes étapes de la formation de cette marge passive :

1– Oligocène (−34 à −23 Ma) : fragmentation continentale par formation d’un rift avec effondrement le long de failles normales actives et dépôts de sédiments continentaux syn-rift remplissant les bassins sédimentaires dissymétriques (conglomérats – évaporites).

2– Miocène à aujourd’hui (−23 à 0 Ma) : expansion océanique séparant les deux moitiés de l’ancien rift et recouvrement des blocs basculés par dépôts de sédiments marins post-rift argileux.

ii p169q1/ Les caractéristiques du rift d’Assal :

– tectonique en distension,

– failles normales avec effondrement central,

– volcanisme actif basaltique au centre du rift,

– dépôts de roches sédimentaires évaporitiques au fond du rift,

– sismicité active le long des failles et au niveau de la zone magmatique.

p169q2/ D’après l’étude des données GPS, le rift de l’Afar se trouve en régime tectonique distensif, entraînant un amincissement de la lithosphère continentale.

p169q3/ Le régime tectonique en distension (=extension) provoque un amincissement de la lithosphère s’accompagnant en surface de la fracturation de la croûte continentale le long de failles normales parallèles, ce qui forme un fossé d’effondrement ou rift. L’amincissement lithosphérique est également à l’origine du magmatisme responsable de l’activité volcanique au centre du rift. L’activité sismique est la conséquence du jeu des failles normales, mais aussi de l’activité magmatique. Enfin la faible épaisseur d’eau envahissant les zones basses est à l’origine, en climat chaud et sec, d’une sédimentation évaporitique.

iii p171q1/mécanismes géodynamiques à l’origine des changements de la géographie des continents :

– Phases d’ouverture de domaines océaniques par fragmentation continentale, puis expansion océanique donnant naissance

• à l’océan Atlantique nord (dès −164 Ma),

• à l’océan Atlantique sud (dès −122 Ma),

• à l’océan Alpin (dès −164 Ma) et

• à l’océan Iapetus (entre −600 et −540 Ma).

– Phases de regroupement des masses continentales par collision responsables

• de l’orogenèse calédonienne (entre −540 et −420 Ma),

• de l’orogenèse hercynienne (entre −420 et −300 Ma) et

• de l’orogenèse alpine (depuis 37 Ma).

p171q2/ un cycle complet de Wilson entre deux périodes de regroupement de l’ensemble des masses continentales : les supercontinents Pannotia et Pangée (ou Pangea). On observe entre −600 Ma et −540 Ma une phase de fragmentation des masses continentales par ouverture de domaines océaniques, puis de −540 Ma à −300 Ma une période de réunion des blocs continentaux lors des orogenèses calédonienne puis hercynienne.