3,2/ Les traces du passé mouvementé de la Terre

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.

Notions fondamentales : cycle orogénique, ophiolites, paléogéographie.

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

Manuel p.158

3,2,1/ Cycles orogéniques

1/ Carte géologique mondiale

One geology : http://portal.onegeology.org/

p.160 + p.490

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

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

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

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.

2/ Carte géologique de France

p.161 + p.489

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

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

3,2,2/ Complexes ophiolitiques

1/ Origine océanique d’un complexe ophiolitique

p.162-163

Recenser, extraire et organiser des données de terrain ou cartographiques pour argumenter : sur l’origine océanique d’un complexe ophiolitique (données pétrographiques et minéralogiques) ;

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

• Les ophiolites sont des roches de la lithosphère océanique.

2/ Métamorphisme des ophiolites

p.164-165

Recenser, extraire et organiser des données de terrain ou cartographiques pour argumenter : sur l’idée de suture (données cartographiques : par exemple, les Alpes ou l’Himalaya).

	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.

• 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.

3/ Lames minces de roches métamorphiques au microscope : yabôoo

Gabbros du Chenaillet, métagabbros, éclogites

Collection de roches subduites dans les Alpes : éclogite et métagabbro :https://phototheque.enseigne.ac-lyon.fr/photossql/photos.php?TopicID=Lames

Roches : https://prezi.com/aanufhjcxh-p/?utm_campaign=share&utm_medium=copy&rc=ex0share

facies métamorphiques :

http://christian.nicollet.free.fr/page/CO/PTCO.html

http://christian.nicollet.free.fr/page/Figures/facies.html

http://tristan.ferroir.fr/index.php/2011/12/29/les-facies-metamorphiques-deskola-et-lutilisation-dune-grille-petrogenetique/

trajet d'un gabbro de la croûte oc (Nicollet) : http://christian.nicollet.free.fr/page/Figures/phototeque.html#TrajetCO

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

4/ Voyage dans les Alpes sur les traces de l’océan Alpin

film trajet PTP dans les Alpes

site NIcolet

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

3,2,3/ Marges continentales

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.

1/ Marges passives

p.168-169

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

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.

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.

2/ Rift continental

p.166-167

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

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.

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

3/ Paléogéographie

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.

http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift.htm

http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/tectonique/expansion.htm

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

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.

Netothèque

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

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

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).