Partie 2.2 : La convergence lithosphérique et ses effets

Partie 2.2 : La convergence lithosphérique et ses effets
Au niveau des zones de subduction, on constate un volcanisme aérien intense
manifestant un magmatisme important. On admet actuellement que ce dernier a pour
origine une fusion partielle des péridotites du manteau.
A partir de la mise en relation des informations extraites des documents et de vos
connaissances, recherchez les conditions qui permettent d'expliquer la fusion
partielle des péridotites dans les zones de subduction.
DOCUMENT 1 : Les caractéristiques des zones de subduction: localisation des
magmas, isothermes (500°C, 750°C, 1000°C), et emplacement des deux roches, A et
B, de la croûte océanique décrites dans le document 3.
hPA : hectoPascals
d'après Caron.. Comprendre et enseigner la planète Terre. Ophrys
DOCUMENT 2 : Résultats expérimentaux montrant l'état des péridotites en
fonction de la température et de la pression et géotherme de zone de subduction
Géotherme = courbe retraçant l'évolution de la température en fonction de la
profondeur en un lieu donné.
DOCUMENT 3 : Les roches A et B sont des métagabbros: des anciens gabbros
ayant subi une subduction avant d'être ramenés à la surface
Roches
Composition minéralogique
d'après Amaudric du Chaffaut.. Tectonique des plaques. CRDP Grenoble.
A
B
PL : plagioclase
Ja : jadéite
Py : pyroxène
Gr : grenat
Gl : glaucophane
Minéraux et formules chimiques :
PL : plagioclase (Na,Ca)Si2Al2O8
Ja : jadéite NaAlSi2O6
Py: pyroxène Ca(Mg,Fe)3(Al,Fe3+)2Si3O12
Gr: grenat (Ca,Mg,Fe)3(Al,Fe3+)Si3O12
Gl: glaucophane Na2(Mg,Fe)3Al2Si8O22(OH)2
La présence d'un radical OH dans la composition d'un minéral signifie que le minéral est hydraté
ÉLÉMENTS DE CORRIGÉ
Introduction :
La question "recherchez les conditions qui permettent d'expliquer la fusion partielle
des péridotites dans les zones de subduction" devait être remise dans son contexte :
le problème est de savoir pourquoi il y a toujours des volcans dans les zones de
subduction.
Démarche d'ensemble :
Le doc.1 permet de préciser d'où vient le magma, et à partir de quelles roches et dans
quelles conditions il se forme.
Les doc.2 et 3 permettent d'expliquer pourquoi il se forme là et pas ailleurs.
Zone
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Doc.1
de fusion :
75 km < Prof. < 150 km
750°C < T° < 1100°C
Dans le manteau lithosphérique ⇒
péridotites
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Doc.2
Étant donné le géotherme des zones
de subduction ..
..la fusion est possible dans les
conditions du doc.1..
..si la péridotite est hydratée ("solidus
liquide")
Doc.3 + doc.1
Roche A contient glaucophane hydraté
Roche B ne contient pas de minéral
hydraté
⇒ Roche A roche B en libérant de l'eau
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Conclusion :
Dans les conditions de pression et de T° des zones de subduction (Doc.1), les péridotites
du manteau lithosphérique de la plaque chevauchante (doc.1) peuvent fondre
partiellement si elles sont hydratées (doc.2).
Cette hydratation est rendue possible par le métamorphisme des roches de la plaque
subduite qui transforme les minéraux hydratés en minéraux anhydres (doc.3)