Chap2 TS LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE : CONTEXTE
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Chap2 TS LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE : CONTEXTE
Chap2 TS LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE : CONTEXTE DE LA FORMATION DES CHAINES DE MONTAGNES Accroche Restitution des acquis Mobilisation des connaissances communiquer - Identification des zones de convergence : chaîne de montagne + zone de subduction Rappel de la nature pétrographique des roches de la lithosphère océanique : basalte, gabbro, péridotite Lieu de formation de la croûte océanique animation flash accrétion océanique http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0014-1 Les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence de deux plaques, les failles transformantes, le lieu du coulissage de deux plaques. Au niveau des chaînes de montagne, la croûte continentale s’épaissie. Cet épaississement est dû à un raccourcissement et à un empilement des terrains qui témoignent de déplacements horizontaux. Problèmes : - Quelles informations les roches à l’affleurement nous livrent-elles sur la formation des chaînes de montagnes ? - Quel est le moteur de la convergence ? I- LES TRACES DE DOMAINE OCEANIQUE : Activité 1 chap2 TS : vestiges d’un ancien domaine océanique Capacités et attitudes : - Recenser, extraire et organiser des données - Extraire et organiser des informations pour formuler des hypothèses - Mettre en relation des informations, raisonner - Communiquer en rédigeant une synthèse arguments montrant que les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique. localisation des ophiolites dans les Alpes par rapport aux plaques lithosphériques en présence et formulation d’ hypothèses permettant d’expliquer cette localisation. Dans la plupart des chaînes de montagnes, affleurent des complexes de roches appelés ophiolites, qui sont constitués de péridotites transformées en serpentinites, de gabbros, de basaltes en coussins et de roches issues de l’accumulation de sédiments en profondeur en milieu océanique ( les radiolarites) Les ophiolites sont interprétées comme des vestiges d’une ancienne lithosphère océanique. Les ophiolites sont situées au cœur des chaînes de montagnes, à la frontière des deux plaques lithosphériques. Cette formation suggère que la formation d’une chaîne de montagne est associée à la fermeture d’un domaine océanique dans un contexte de convergence entre deux plaques lithosphériques. Pb : Quels sont les signes d’anciennes marges continentales ? Activité 2 chap 2 TS : Les vestiges d’une ancienne marge continentale – Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations de terrain. – Organiser des informations afin d’établir une relation entre des structures géologiques alpines et la structure d’une marge passive actuelle. Livre p 170 – 171 + livre du pr 1 les principales caractéristiques d’une marge passive : les arguments qui suggèrent que le paysage étudié est une ancienne marge continentale passive. la disposition relative des formations géologiques des marges africaine et européennes témoigne d’un processus de raccourcissement lithosphérique. la présence des marges continentales dans la chaîne des alpes témoigne d’un processus de convergence lithosphérique associée à la disparition d’un domaine océanique. Dans les alpes comme dans la plupart des chaînes de montagne on observe la présence de deux anciennes marges continentales passives. Ces marges sont identifiables par la présence de blocs basculés séparés par des failles normales et ou de sédiments de milieux océaniques peu profonds caractérisant les marges passives. Le rapprochement au sein d’un même massif montagneux de deux marges continentales autrefois séparées par un océan témoigne également du contexte de convergence entre deux plaques lithosphériques associé à la formation d’une chaîne de montagne. Pb : Comment montrer des vestiges d’une ancienne subduction dans les alpes ? Activité 3 chap2 TS : les vestiges d’une ancienne subduction dans les alpes TP1 chap 2 - TS Les arguments d’une ancienne subduction dans les alpes -utiliser un microscope polarisant Identifier des minéraux Communiquer à l’aide de modes de représentation Adopter une démarche explicative TP2 chap2 TS Histoire des Alpes racontée par les métagabbros – Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations pétrologiques. – Organiser des informations afin d’établir une relation entre des minéraux observés dans les Alpes et le phénomène de subduction. – Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations pétrologiques. – Organiser des informations afin d’établir une relation entre des minéraux observés dans les Alpes et le phénomène de subduction. Livre p 172 173 les minéraux témoignant de la transformation des roches initiales et les conditions associées à leur formation, puis expliquez en quoi leur présence peut témoigner d’une subduction de matériel océanique ou continental. la localisation des faciès métamorphiques dans les alpes, puis déterminez quelle marge, africaine ou européenne est entrée en subduction. Dans une roche, les associations de minéraux sont stables dans un domaine précis de pression et de température, et donc de profondeur. Lorsque les conditions P/T changent, la roche subit des transformations minéralogiques. Dans les chaînes de montagnes, affleurent des roches océaniques ou continentales dont les minéraux portent les traces de transformations minéralogiques à plus ou moins grande profondeur, ce sont des roches métamorphiques. Les matériaux continentaux et océaniques montrent les traces d’une transformation minéralogique à grande profondeur au cours de la subduction. 2 Pb : quel est le scénario de la formation d’une chaîne de montagne ? Activité 4 : Scénario de la formation d’une chaîne de montagne Livre p 166-167 + recherches – Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’un modèle. – Organiser des informations afin d’établir une relation entre un modèle et le réel. Conclusion : Les chaînes de montagnes présentent souvent des traces d’un ancien océan (ophiolites) et d’anciennes marges ( blocs basculés). L’écrasement des matériaux océaniques résulte de l’affrontement de deux lithosphères continentales (collision) L’essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire alors que la partie supérieure de la croûte s’épaissit par un empilement de nappes de charriage dans la zone de contact des deux plaques. Pb : quel est le moteur de la subduction ? II- LE MOTEUR DE LA SUBDUCTION : Activité 6 : évolution de la lithosphère océanique après sa formation : Extraire et mettre en relation des informations Raisonner à l’aide de calculs simples sur le lien entre âge, densité, subduction Communiquer sous forme d’un schéma Communiquer en rédigeant une synthèse l’évolution de l’épaisseur de la lithosphère océanique lors de son vieillissement. Livre p 174-175 l’évolution de la densité et de la subsidence (enfoncement) de la lithosphère océanique au cours du temps. l’épaisseur de la lithosphère océanique au seuil de la rupture de l’équilibre, puis calcul de l’âge de la lithosphère correspondant. Construction d’un schéma bilan Au fur et à mesure que la lithosphère océanique s’éloigne de la dorsale, elle s’épaissit en raison de l’augmentation de la profondeur de l’isotherme 1300°C (limite lithosphère/ asthénosphère). Sa densité augmente avec son âge par ajout de manteau lithosphérique plus dense (d=3.3) que la croûte océanique (d=2.9). Ainsi sa densité s’approche de celle du manteau lithosphérique il en résulte un enfoncement de la lithosphère océanique : on parle de subsidence thermique. La densité du manteau lithosphérique étant supérieure à celle du manteau asthénosphérique (d=3.25), la densité de la lithosphère océanique finit par être supérieure à celle de l’asthénosphère. L’équilibre isostatique est rompu et, avec un certain retard, la lithosphère entre en subduction. Conclusion : La différence de densité entre l’asthénosphère et la lithosphère âgée est la principale cause de la subduction. En s’éloignant de la dorsale la l.o se refroidit, s’épaissit. L’augmentation de sa densité au-delà d’un seuil d’équilibre explique son plongement dans l’asthénosphère. En surface la lithosphère océanique n’excède pas 200Ma. Pour aller plus loin 3