2,2,3,1/ Les zones de subduction
1/ Profil de subduction
TP Google earth : http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/terre/la-lithosphere-oceanique/zones%20de%20subduction
résultat du TP Google earth : https://prezi.com/view/qrc7CL5rUYMZFngc1sw7/
TP / sismolog
TP/ tableur
isothermes :
http://www.mescours.info/Image/svt/subduction_isotherme.jpg
http://rigaudvelt.free.fr/BAC_ecrit/2005/05_liban_fichiers/image003.gif
http://christian.nicollet.free.fr/page/enseignement/LicenceSN/isothermes.gif
résultat TP Excel
Deux logiciels permettent de tracer des coupes de la terre en 3D, Sismolog et Educarte. Sismolog est au lycée, pas gratuit, mais vous pouvez essayer Educarte :
Logiciel educarte : http://www.edusismo.org/docs/outils/educarte/index.htm
- Analyser les résultats de différentes méthodes pour identifier le plan de Wadati-Benioff.i
La lithosphère océanique plonge en profondeur au niveau d’une zone de subduction.
2/ Roches magmatiques et métamorphiques
- Relier la minéralogie des roches (présence de minéraux hydroxylés) mises en place (andésite, rhyolite, granites) et l'état d'hydratation du magma.
Roches : https://prezi.com/aanufhjcxh-p/?utm_campaign=share&utm_medium=copy&rc=ex0share
résultat du TP Google earth : https://prezi.com/view/qrc7CL5rUYMZFngc1sw7/
- Utiliser le diagramme de phases des péridotites pour montrer les effets de l’hydratation.
facies métamorphiques :
http://christian.nicollet.free.fr/page/CO/PTCO.html
http://christian.nicollet.free.fr/page/Figures/facies.html
trajet d'un gabbro de la croûte oc (Nicollet) : http://christian.nicollet.free.fr/page/Figures/phototeque.html#TrajetCO
Collection de roches subduites dans les Alpes : éclogite et métagabbro : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/ress/geologie/metagabbro/metagabbro.html
- Comparer la minéralogie d'échantillons illustrant la déshydratation de la lithosphère (schiste bleu ; éclogite).
Les zones de subduction sont le siège d’un magmatisme sur la plaque chevauchante. Le volcanisme est de type explosif : les roches mises en place montrent une diversité pétrologique mais leur minéralogie atteste toujours de magmas riches en eau. Ces magmas sont issus de la fusion partielle du coin de manteau situé sous la plaque chevauchante ; ils peuvent s'exprimer en surface ou peuvent cristalliser en profondeur, sous forme de massifs plutoniques. Ils peuvent subir des modifications lors de leur ascension, ce qui explique la diversité des roches.
La fusion partielle des péridotites est favorisée par l’hydratation du coin de manteau.
Les fluides hydratant le coin de manteau sont apportés par des transformations minéralogiques affectant le panneau en subduction, dont une partie a été hydratée au niveau des zones de dorsales.
Mots clefs : morphologie d’une zone de subduction, failles inverses, magmatisme et roches associées, augmentation de densité, panneau plongeant, fusion partielle
3/ Evolution lithosphérique
schéma-bilan
au fur et à mesure de son éloignement de la dorsale, la lithosphère océanique s'épaissit (par refroidissement + poids de la sédimentation qui s'accumule) et devient plus dense, jusqu'à dépasser la densité de l'asthénosphère. Au bout de 50 à 180 Ma, la densité de la lithosphère dépasse celle de l’asthénosphère, ce qui permet sa subduction. Cette différence de densité est considérée comme le moteur principal de la tectonique des plaques.
- Discuter les relations entre vitesse d’accrétion et pourcentage de subduction aux frontières de plaques.
- En considérant la densité moyenne de la lithosphère et celle de l’asthénosphère, déterminer l’épaisseur et l’âge de la lithosphère qui induiraient un déséquilibre gravitaire. Confronter les valeurs aux situations réellement observées.
La mobilité des plaques lithosphériques résulte de phénomènes de convection impliquant les plaques elles-mêmes et l’ensemble du manteau.
L’augmentation de la densité de la lithosphère constitue un facteur important contrôlant la subduction et, par suite, les mouvements descendants de la convection. Ceux-ci participent à leur tour à la mise en place des mouvements ascendants.
Bilan / La dynamique des zones de subduction
Connaissances
La lithosphère océanique plonge en profondeur au niveau d’une zone de subduction.
Les zones de subduction sont le siège d’un magmatisme sur la plaque chevauchante.
Le volcanisme est de type explosif : les roches mises en place montrent une diversité pétrologique mais leur minéralogie atteste toujours de magmas riches en eau.
Ces magmas sont issus de la fusion partielle du coin de manteau situé sous la plaque chevauchante ; ils peuvent s'exprimer en surface ou peuvent cristalliser en profondeur, sous forme de massifs plutoniques. Ils peuvent subir des modifications lors de leur ascension, ce qui explique la diversité des roches.
La fusion partielle des péridotites est favorisée par l’hydratation du coin de manteau.
Les fluides hydratant le coin de manteau sont apportés par des transformations minéralogiques affectant le panneau en subduction, dont une partie a été hydratée au niveau des zones de dorsales.
La mobilité des plaques lithosphériques résulte de phénomènes de convection impliquant les plaques elles-mêmes et l’ensemble du manteau.
L’augmentation de la densité de la lithosphère constitue un facteur important contrôlant la subduction et, par suite, les mouvements descendants de la convection. Ceux-ci participent à leur tour à la mise en place des mouvements ascendants.
Capacités
- Analyser les résultats de différentes méthodes pour identifier le plan de Wadati-Benioff.
- Relier la minéralogie des roches (présence de minéraux hydroxylés) mises en place (andésite, rhyolite, granites) et l'état d'hydratation du magma.
- Utiliser le diagramme de phases des péridotites pour montrer les effets de l’hydratation.
- Comparer la minéralogie d'échantillons illustrant la déshydratation de la lithosphère (schiste bleu ; éclogite).
- Discuter les relations entre vitesse d’accrétion et pourcentage de subduction aux frontières de plaques.
- En considérant la densité moyenne de la lithosphère et celle de l’asthénosphère, déterminer l’épaisseur et l’âge de la lithosphère qui induiraient un déséquilibre gravitaire. Confronter les valeurs aux situations réellement observées.
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