Activité 1 : Calcul de l`épaisseur de la lithosphère océanique à

LE MOTEUR DE LA SUBDUCTION.
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ACT1/Thème1B
Activité 1 : Calcul de l'épaisseur de la lithosphère océanique à différentes distances de la dorsale
Rappel : La limite lithosphère-asthénosphère correspond à une limite thermo-dynamique. Au niveau de la lithosphère, le manteau,
constitué de péridotite, est très rigide, alors que le manteau asthénosphérique, constitué aussi de péridotite, est plus ductile.
Cette différence de comportement est liée à une limite thermique. Selon la température, la péridotite du manteau est rigide
(lithosphère) ou moins rigide (asthénosphère), et cette limite a été établie par l'isotherme 1300 °C.
Au fur et à mesure de l'expansion océanique, le plancher océanique s'éloigne de la dorsale. La lithosphère océanique se refroidit en
empruntant une semelle de manteau asthénosphérique. La lithosphère océanique s'épaissit et voit sa densité augmenter
A partir de travaux expérimentaux, les géophysiciens ont établi une relation entre l'épaisseur de la lithosphère et son âge selon la
loi : e = 9,5 √t (e = épaisseur en km, t = âge en millions d'années)
1) Remplissez un tableau Excel avec les épaisseurs de la lithosphère océanique, de la croûte océanique et du
manteau lithosphérique (l'épaisseur de la croûte est constante et peut être approximée à 6 Km) en fonction
de l'âge de la lithosphère (2 Ma, 10Ma, 15Ma, 25Ma, 30Ma, 40Ma, 60Ma, 80Ma et 100Ma)
2) Tracer l'épaisseur de la lithosphère océanique = f (âge de la lithosphère)
3) Schématiser ci-dessous le profil de la lithosphère océanique (prendre pour échelle 2mm pour 10 km).
Légender.
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Activité 2 : Mise en évidence d'une conséquence de l'épaississement de la lithosphère océanique
Au niveau d'une dorsale océanique, la lithosphère océanique est fine et chaude. Au fur et à mesure de son éloignement elle se
refroidit et abaisse l'isotherme 1300°C puisque la limite manteau asthénosphérique manteau lithosphérique est une limite
thermique. Le manteau lithosphérique se refroidit par le haut et s'incorpore peu à peu dans le manteau lithosphérique; Ainsi la
lithosphère océanique s'épaissit et s'alourdit.
On donne :
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Masse volumique de la croûte océanique : 2,9 T/m3
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Masse volumique du manteau lithosphérique : 3,3 T/m3
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Masse volumique de l'asthénosphère : 3,25 T/m3
1) Utiliser les valeurs du premier tableau pour remplir le second tableau ci-dessous.
Age de la lithosphère (en 106 ans)
Epaisseur L.O
2
10
15
25
30
40
60
80
100
Croûte
Océanique
Manteau
Lithosphérique
Masse d'une colonne de lithosphère
océanique de surface égale à 1 m2
(en 103 tonnes)
Masse d'une colonne d'asthénosphère
de même surface et de même
épaisseur (en 103 tonnes)
2) En sachant que la lithosphère continentale a une densité de 2.7, expliquer comment la lithosphère océanique
subducte sous la lithosphère continentale.