Exemple de travail de brouillon pour la Partie 2

Exemple de brouillon Partie II, Exercice 2
Thème 1B - Les continents et leur dynamique - Emirats Arabes Unis
2013
LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE
À l'Archéen, période comprise entre -4 et -2,5 milliards d'années, la Terre beaucoup plus chaude, était le siège d'une activité
magmatique intense, qui a donné naissance à la majeure partie de la croûte continentale actuelle.
Notre planète s'est ensuite progressivement refroidie, ce qui a entrainé des changements dans la source et dans les mécanismes
de production de la croûte continentale.
Comparez les deux modèles de formation de la croûte continentale primitive et actuelle, au niveau d'une zone de
subduction, puis discutez de la validité de chacun d'entre eux.
Document 1 : Modèles de genèse de la croûte continentale archéenne (Document 1 a) et actuelle (Document 1 b)
D'après Hervé Martin et Jean-François Moyen, Geology, 2002
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Document 2 : Conditions de fusion de la croûte océanique anhydre et hydratée et gradients géothermiques dans une zone
de subduction actuelle et archéenne
D'après Hervé Martin et Jean-François Moyen, Geology, 2002
Document 3 : Conditions de fusion d'une péridotite anhydre et hydratée et gradients géothermiques dans une zone de
subduction actuelle
D'après Hervé Martin et Jean-François Moyen, Geology, 2002
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Méthodologie et proposition de correction
•
Etape 1 : disséquez le sujet. Identifiez les mots clefs et les articulations logiques entre les termes du
sujet. Cela permet de bien le comprendre et d’en fixer les limites.
Comparez les deux modèles de formation de la croûte continentale primitive et actuelle, au niveau d'une zone de
subduction, puis discutez de la validité de chacun d'entre eux.
Deux verbes, donc deux grandes parties. Dans la première il s’agit de comparer les deux modèles. Il faudra
donc mettre en évidence les similitudes et les différences. Dans la seconde il faudra montrer que chaque
modèle est valide pour son époque (et éventuellement invalide à l’autre époque).
Le sujet se limite aux phénomènes liés aux zones de subduction.
Il faudra définir l’accrétion continentale, ainsi que la subduction, et utiliser le texte d’en-tête avant le sujet
pour expliquer les différences de conditions entre l’archéen et l’actuel.
Un regard global sur les documents permet d’en saisir le sens et de bien comprendre les différences,
notamment entre les documents 2 et 3.
Document 1 : schémas représentant la production de croûte continentale à l’archéen (1a) et à l’actuel (1b)
Document 2 : conditions de fusion d’une croûte océanique
Document 3 : conditions de fusion des péridotites du manteau.
Vous devriez déjà avoir compris que les matériaux qui vont former la croûte continentale n’ont pas la même
origine à l’archéen (croûte océanique) et aujourd’hui (péridotites du manteau). Néanmoins il va falloir
entrer dans le détail pour comparer et valider ces deux modèles.
Problématiques : Quelles sont les similitudes et les différences lors de la formation de croûte continentale
entre les époques archéenne et actuelle ? Pourquoi les deux modèles sont-ils valides pour leurs époques
respectives?
•
Etape 2 : saisir dans le document les informations en rapport avec la problématique, notez les dans la
première colonne d’un tableau (ne rédigez pas). Cette étape peut être réalisée en même temps que les
deux suivantes.
•
Etape 3 : notez dans une seconde colonne une interprétation en lien avec la problématique aux
informations saisies (ne rédigez pas).
•
Etape 4 : ajoutez les éléments du cours qui répondent directement à la problématique ou qui
permettent d’interpréter les documents dans la colonne adaptée.
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Document 1
Document 2
Saisie d’information
•
a et b: création de magma dans
zone de subduction
•
a : magma vient de la CO entre
50 et 75 km de profondeur
•
b : magma vient du manteau :
ses roches entrent en fusion partielle
(80/100km)
•
Les roches du manteau sont des
péridotites
•
a et b : magma remonte dans la
CC
•
a et b : la CO subduite se
déshydrate
•
b : La déshydratation des roches
de la CO libère l’eau dans le manteau
sus-jacent
•
Le gradient géothermique actuel
croise le solidus de la CO hydratée à
plus de 120km de profondeur où elle
n’est pas hydratée (en dehors du
domaine grisé)
•
Le gradient géothermique actuel
ne croise jamais le solidus de la CO
anhydre.
•
Le gradient géothermique
archéen ne croise jamais le solidus de la
CO anhydre.
•
Le gradient géothermique
archéen croise le solidus de la CO
hydratée à environ 50km de profondeur
•
Cette intersection se trouve dans
la partie grisée = domaine hydratation
de la CO
•
Le solidus de la CO hydratée
quitte le domaine d’hydratation de la
CO vers 75km de profondeur.
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•
Interprétation
Similitude
•
Différences
•
Similitude + ces remontées
contribuent à l’accrétion continentale (volcan
ou pluton)
•
Similitude
•
Dans le modèle actuel les péridotites
du manteau sus-jacent sont hydratées =
différence.
•
Actuellement la CO ne peut jamais
entrer en fusion : Valide modèle actuel
•
Similitude
•
Différence + A partir de cette
profondeur, à l’Archéen, la CO peut donc
entrer en fusion partielle : valide archéen
•
A partir de cette profondeur la CO
n’est plus suffisamment hydratée pour entrer
en fusion : valide archéen
Document 3
•
Le gradient géothermique
archéen ne croise jamais le solidus des
péridotites anhydre.
•
Le gradient géothermique
archéen croise le solidus des péridotites
hydratées vers 70km de profondeur.
•
Confrontation document 1 et 2 : à
l’archéen à cette profondeur (70km), la CO
est déjà entrée en fusion et l’eau se retrouve
dans le magma produit, elle et n’hydrate pas
les péridotites : différence.
•
Donc à l’archéen les péridotites du
manteau ne peuvent jamais entrer en fusion :
valide archéen.
•
Le gradient géothermique actuel
ne croise jamais le solidus des
péridotites anhydre.
•
Le gradient géothermique actuel
dépasse le solidus des péridotites
hydratées vers 90km de profondeur (et
jusqu’à environ 175km de profondeur).
•
Pour entrer en fusion actuellement les
péridotites doivent forcément être hydratées.
•
C’est le cas : en se déshydratant la CO
libère l’eau dans le manteau sus-jacent.
•
A partir de 90km de profondeur les
péridotites du manteau entrent en fusion et
créent les magmas à l’origine de l’accrétion
continentale : valide actuel.
•
Etape 5 : regroupez les infos, leur interprétation et vos connaissances en deux ou trois
arguments/thèmes en utilisant des surligneurs de différentes couleurs.
•
Etape 6 : donnez une réponse (non rédigée) à la question/problématique en dessous de votre tableau.
Cette partie peut être directement rédigée au propre en fonction du temps qu’il vous reste.
Document 1
Document 2
Saisie d’information
•
a et b: création de magma dans
zone de subduction
•
a : magma vient de la CO entre
50 et 75 km de profondeur
•
b : magma vient du manteau :
ses roches entrent en fusion partielle
(80/100km)
•
Les roches du manteau sont des
péridotites
•
a et b : magma remonte dans la
CC
•
a et b : la CO subduite se
déshydrate
b : La déshydratation des roches
•
de la CO libère l’eau dans le manteau
sus-jacent
•
Le gradient géothermique actuel
croise le solidus de la CO hydratée à
plus de 120km de profondeur où elle
n’est pas hydratée (en dehors du
domaine grisé)
•
Le gradient géothermique actuel
ne croise jamais le solidus de la CO
anhydre.
•
Le gradient géothermique
archéen ne croise jamais le solidus de la
CO anhydre.
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•
Interprétation
Similitude
•
Différence
•
Similitude + ces remontées
contribuent à l’accrétion continentale (volcan
ou pluton)
•
Similitude
Dans le modèle actuel les péridotites
•
du manteau sus-jacent sont hydratées =
différence.
•
Actuellement la CO ne peut jamais
entrer en fusion : Valide modèle actuel
•
Similitude
Document 3
•
Le gradient géothermique
archéen croise le solidus de la CO
hydratée à environ 50km de profondeur
•
Cette intersection se trouve dans
la partie grisée = domaine hydratation
de la CO
•
Le solidus de la CO hydratée
quitte le domaine d’hydratation de la
CO vers 75km de profondeur.
•
Le gradient géothermique
archéen ne croise jamais le solidus des
péridotites anhydre.
•
Le gradient géothermique
archéen croise le solidus des péridotites
hydratées vers 70km de profondeur.
•
Différence + A partir de cette
profondeur, à l’Archéen, la CO peut donc
entrer en fusion partielle : valide archéen
•
A partir de cette profondeur la CO
n’est plus suffisamment hydratée pour entrer
en fusion : valide archéen
•
Confrontation document 1 et 2 : à
l’archéen à cette profondeur (70km), la CO
est déjà entrée en fusion et l’eau se retrouve
dans le magma produit, elle et n’hydrate pas
les péridotites : différence.
•
Donc à l’archéen les péridotites du
manteau ne peuvent jamais entrer en fusion :
valide archéen.
•
Pour entrer en fusion actuellement les
péridotites doivent forcément être hydratées.
•
C’est le cas : en se déshydratant la CO
libère l’eau dans le manteau sus-jacent.
•
A partir de 90km de profondeur les
péridotites du manteau entrent en fusion et
créent les magmas à l’origine de l’accrétion
continentale : valide actuel.
Réponse à la problématique
Il existe des similitudes et des différences dans la formation de croûte continentale entre les époques
archéenne et actuelle :
•
Le gradient géothermique actuel
ne croise jamais le solidus des
péridotites anhydre.
•
Le gradient géothermique actuel
dépasse le solidus des péridotites
hydratées vers 90km de profondeur (et
jusqu’à environ 175km de profondeur).
•
Similitudes : Lié à la subduction (doc1) ; Production d’un magma (doc1) ; Remontée de ce
magma à la surface (volcanisme) ou en profondeur (roches plutoniques) = accrétion continentale
(doc1). Dans les deux époques, une CO anhydre n’est pas en mesure d’entrer en fusion partielle
(doc2), et dans les deux cas, la création des magmas est liée à la présence d’eau dans les roches
concernées (doc 2 et 3).
•
Différences : A l’Archéen ce magma provient de la fusion de la CO (doc1) ; Actuellement ce
magma provient de la fusion du manteau sus-jacent à la CO subduite (doc1) ; La Terre était plus
chaude à l’Archéen et le gradient géothermique dépassait le solidus de la CO hydratée à 50 km
de profondeur où elle était encore hydratée, aujourd’hui le gradient géothermique ne dépasse ce
même solidus qu’à 120 km de profondeur où la CO n’est plus hydratée et ne peut donc pas
entrer en fusion (doc2). A l’archéen le gradient géothermique dépasse le solidus des péridotites
hydratées à 70 km de profondeur, mais à cette époque l’eau de la CO n’a jamais hydratée les
péridotites sus-jacentes car elle a servi à la création du magma issu de la fusion de cette même
CO à partir de 50 km de profondeur (doc 2 et 3).
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Les documents permettent de valider les deux modèles pour leurs époques respectives :
•
Validation du modèle archéen : A l’archéen, quand la Terre était plus chaude qu’actuellement, la
CO hydratée pouvait entrer en fusion partielle dès 50 km de profondeur et produire les magmas à
l’origine de l’accrétion continentale (doc2). Au-delà de 75 km de profondeur la CO n’est plus
hydratée et la fusion partielle s’arrête (doc2). En revanche, l’eau de la CO n’a pas l’occasion de
quitter cette dernière pour hydrater les péridotites sus-jacentes : le manteau n’entre donc pas en
fusion à cette époque (doc3).
•
Validation du modèle actuel : Inversement, aujourd’hui la Terre étant plus froide, le gradient
géothermique n’est pas suffisamment élevé pour faire entrer en fusion la CO dans son domaine
d’hydratation (doc2). Par contre nous savons que la CO se déshydrate à cause du métamorphisme
des roches qui la composent. En effet les minéraux des métagabbros, sous haute pression,
libèrent de l’eau qui se retrouve dans le manteau sus-jacent, hydratant ainsi ses péridotites. Et le
gradient géothermique, à partir de 90 km de profondeur, est suffisamment élevé pour faire entrer
en fusion partielle les péridotites hydratées (doc3).
Ces 6 étapes ne doivent pas vous prendre plus de 20 minutes.
Après cela vous êtes armé pour répondre directement sur votre copie en une quarantaine de minutes, en
suivant le plan de votre réponse et en citant à chaque fois les informations et leur interprétation, ainsi que le
document d’où elles sont tirées.
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