Terminale S
Lycée Montaigne

SVT
 



La convergence
lithosphérique
et ses effets

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Partie V 

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La subduction

 

Activité 1 : Les marqueurs de la subduction

Compléter au fur et à mesure des question la feuille-bilan ci-jointe, qui servira de cours.

1) Utiliser le logiciel Sismolog pour visualiser les 3 zones de subduction suivantes à l'aide des coordonnées de latitude et de longitude. Pour cliquer sur la case Dessiner la grille. Utiliser le zoom et la vue relief 3-D.
Légender les schémas présentant le relief au niveau d'une zone de subduction (documents 1, 2 et 3).
Indiquer les noms des plaques et leur nature.

· exemple des Andes

Document 1 : coupe topographique au niveau des Andes

· exemple du Japon: : (cordonnées : latitude : 44°, longitude : 150° ).

 

Document 2 : coupe topographique au niveau du Japon

· exemple des Mariannes : (cordonnées : latitude : 18°, longitude : 146°) voir document 3.

Document 3 : coupe topographique au niveau des Mariannes

2) Faire apparaître les volcans au niveau des 2 zones de subduction étudiées sur Sismolog.
3) Visualiser sur le logiciel Sismolog les séismes de faible, moyenne et forte profondeur. Que remarquez-vous ?
4) A l'aide du logiciel Sismolog, réaliser une coupe au niveau des Andes.
La coupe doit être perpendiculaire à la limite de plaques. Le curseur 1 (cordonnées : latitude :- 26°, longitude : - 72°) doit être placé au niveau de la fosse, le curseur 2 (cordonnées : latitude :- 27°, longitude : - 63°) doit être situé au niveau des séismes profonds.

Sur la coupe ainsi réalisée, tracer le plan de Wadati-Bénioff qui regroupe les foyers des différents séismes.
Que matérialise le plan de Wadati-Bénioff ?
Légender alors la coupe de manière complète (reliefs, volcans, limites et noms des plaques).

5) Identifier les structures géologiques mises en évidence dans le document 4, qui est le profil sismique (obtenu à partir de l'étude de la propagation des ondes sismiques). La coupe réalisée au niveau des Andes présente-t-elle une telle structure ?

Document 4 : Profil sismique du fond marin de la fosse de Nankaï (Japon).


D'après Hills et al. (2001)

6) Analyser le document 5.

Document 5 : Flux de chaleur et gradient géothermique et au niveau d'une zone de subduction

8) Compléter soigneusement la coupe de la zone de subduction au niveau des Andes afin de faire figurer tous les marqueurs de subduction et écrire un titre sous la coupe.

Activité 2 : Evolution de la densité de la lithosphère océanique en fonction de l'âge de la lithosphère

Document 6 : Coupe de la lithosphère continentale et de la lithosphère océanique

 

 Lithosphère océanique
 Lithosphère continentale
 Age de la lithosphère océanique (en Ma)

 9

 16

 25

100 

150 
 Epaisseur de la lithosphère (en km)

 e1=30

e2=40 

 e3=50

 e4=100

 e5=120

 e6=130
 Densité de la lithosphère

 d1=

 d2=

d3= 

d4= 

 d5=

 d6=


Activité 4 : D'où provient le magma à l'origine des roches magmatiques des zones de subduction ?

Document 7 : Etat physique des péridotites du manteau en absence d'eau dans une zone de subduction
et évolution de la température en fonction de la profondeur sous l'arc magmatique.

Document 8 : Etat physique des péridotites du manteau en présence d'eau dans une zone de subduction
et évolution de la température en fonction de la profondeur sous l'arc magmatique.

Activité 5 :

Document 9: grille pétrogénétique (= courbes délimitant les domaines de stabilité de
différentes associations minérales dans un diagramme Pression-Température)

 

1) Placer les roches étudiées précédemment dans le diagramme Pression-Température :

a) gabbro
b) Métagabbro à chlorite et actinote
c) Métagrabbro à glaucophane et jadéite
d) Métagrabbro à grenat et jadéite

2) Montrer grâce au document 9 que le refroidissement des roches de la croûte océanique se traduit globalement par une hydratation.

3) Montrer grâce au document 9 que le plongement de la croûte océanique se traduit globalement par une déshydratation. Quelle est la conséquence de cette déshydratation de la plaque plongeante ?

 


 

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Feuille d'activité
La collision continentale


Activité 1 : La carte des Alpes


Source : jeulin

Document 1 : La carte des Alpes

Activité 2 : Les ophiolites du massif du Chenaillet

voir livre page 240 et 241
1) Schématiser de la coupe du massif du Chenaillet.
2) De quel(s) évènement(s) géologique(s) témoignent les ophiolites du massif du Chenaillet ?

Activité 2 : La série sédimentaire de Fiz en Haute-Savoie
Voir livre document 1 page 242.

3) Indiquer les données suivantes caractérisant la série sédimentaire de Fiz en Haute-Savoie.
- hauteur de la série sédimentaire.
- roches constituant la série sédimentaire.
- date du dépôt de la série sédimentaire.

4) De quel(s) évènement(s) géologique(s) témoigne la série sédimentaire de Fiz en Haute-Savoie ?

Activité 3 : La dalle aux ammonites de Dignes les Bains
Voir livre document 2 page 242.
5) Décrire simplement la dalle aux ammonites et indiquer sa date de formation.
6) De quel(s) évènement(s) géologique(s) témoigne la dalle aux ammonites de Dignes les bains ?

Activité 4: Etude de la région de la Mure
Voir livre document 2 page 245.
Le document 2a schématise la coupe géologique du document 2 page 245 (observable actuellement) tandis que le document 2b schématise la coupe reconstituée non déformée par la collision.

Document 2 : coupes géologiques de la région de la Mûre
7) Sur les 2 coupes, repasser d'un gros trait noir les failles et les poursuivre comme dans le livre.
A l'aide des documents 3 et 4, indiquer si les failles observées dans la région de la Mure sont des failles normales ou inverses.
8) Colorier sur le schéma 2a :
- les roches du socle (roches métamorphiques et/ou magmatiques, anciennes) en rouge,
- les roches sédimentaires du Carbonifère en noir,
- les roches sédimentaires du Trias en gris,
- les roches sédimentaires du Jurassique inférieur et moyen en bleu,
- les roches sédimentaires du Jurassique supérieur et Crétacé en vert.

9) De quel(s) évènement(s) géologique(s) témoigne la géologique de la Région de la Mure ? Pour répondre, aidez-vous du document 4, qui schématise le rifting continental conduisant à l'ouverture d'un océan à l'intérieur d'un continent.

Document 4 : stade rift continental qui conduisant à l'ouverture d'un océan

10) Déterminer en justifiant votre réponse quand s'est mise en place la faille F (utilisez les principes de la datation relative).
11) En déduire une estimation de la date correspondant au début de la création de l'océan alpin.

Activité 6 : Le métamorphisme alpin

Voir livre BELIN p 246-247

 

Document 5 : les différentes roches alpines.
a : carte géologique des Alpes. b. Coupe réalisée au Sud du massif de Dora-Maira

6) Identifier les différents faciès métamorphiques présents dans les Alpes, et en déduire le type de métamorphisme (haute ou basse pression, haute ou basse température).
7) Observer la répartition des faciès métamorphiques selon l'axe O-SO / E-NE. Déduire la variation de l'intensité du métamorphisme de l'ouest vers l'est.

Document 6 : diagramme pression-température des faciès métamorphique


8) Caractériser le type de métamorphisme (haute ou basse pression, haute ou basse température) entraînant la transformation du quartz en coesite. Que met en évidence ce métamorphisme ?
9) De quel(s) évènement(s) tectonique (s) témoigne le métamorphisme alpin ?

 

Activité 7 : Les témoins de la collision dans les Alpes

Document 7 : les différentes déformations observées en surface dans les Alpes

9) Caractériser chaque type de déformation présentée dans le document 7. De quel(s) évènement(s) tectonique(s) témoigne la présence des déformations dans les Alpes ?

Document 8: modèle analogique de convection

Activité 8 : Etude des déformations profondes de la lithosphère dans les Alpes

Voir Livre BELIN page 250

 

Document 9: l'échographie sismique permet de mettre en évidence les déformation profondes de la lithosphère dans les Alpes (a : carte indiquant le tracés du profil sismique ECORS, b : profil sismique ECORS, c : interprétation du profil sismique ECORS).

 

 

 

 

a

 

 

10) Colorier le document 9c afin de bien mettre en évidence les différentes parties de la lithosphère.
11) Sur le document 9b, à l'aide du document 9a, tracer en noir les limites entre les différentes parties de la coupe et repérer ces différentes parties en les coloriant (asthénosphère, manteau lithosphérique européen, manteau lithosphérique adriatique, croûte continentale européenne, croûte continentale adriatique, racine crustale) comme dans le document 9c.
12) Quelles structures géologiques met en évidence le profil ECORS ? Quel(s) évènement(s) tectonique(s) ont donné naissance à ces structures géologiques ?

 

Activité 9 : l'évolution tardive des Alpes

Document 10: évolution tardive des Alpes


13) Expliquer pourquoi en l'absence de collision (c'est à dire de surrection tectonique), une chaîne de montagne continue de s'élever. En déduire l'évolution actuelle et future des Alpes.

 

Activité 10 : l'origine de la convergence continentale

Document 11 : ouverture de l'Océan Atlantique : naissance et fermeture de l'Océan alpin

14) Pourquoi l'océan Alpin s'est-il ouvert il y a 140 Ma ?
15) Pourquoi l'océan Alpin s'est-il fermé il y a 50 Ma ?

 

 

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