Corrigé du sujet 2011 - Académie de Toulouse

SESSION 2011
OLYMPIADES
ACADEMIQUES DES
GEOSCIENCES
ACADEMIES D’AIXMARSEILLE, BORDEAUX,
CORSE, NICE, POITIERS,
TOULOUSE
Proposition de corrigé.
Olympiades académiques de géosciences 2011
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Propositions
Q1 : Comment peut-on
qualifier le type de frontière
entre les plaques africaines
et eurasiennes ?
Convergente
Divergente
Coulissante
Active
Passive
Q2 : En utilisant les
données du document 5
quel est l’ordre de la
vitesse d’expansion de
l’océan atlantique ?
Justifiez.
Q3 : La formation des
Açores est :
Q4 : Hypothèse(s) sur la
formation des Açores ; les
îles sont d’origine :
Quelques
mm.an-1.
-1
cm.an
dizaines de
cm.an-1
Réponses
exactes
□
■
■
■
□
□
■
□
antérieure au
Jurassique
□
Jurassique à
Miocène
□
Paléocène à
l’actuel
■
Volcanique
■
Tectonique
■
Sédimentaire
Olympiades académiques de géosciences 2011
Réponses attendues : Documents utilisés, arguments,
connaissances ou calculs
Documents utilisés
1b, 2a, 2b, 3, 4.
Justification
Tout calcul justifiant cm.an-1
Ex : 5 400 km x 105 = 3 cm.an-1
175 Ma x 106
Documents utilisés
4, 5
Documents utilisés
1, 2, 4, 5, 6, 7, 8
□
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Q5 : D’après le doc 8,
l’ordre des étapes de
l’éruption de 1630 après
JC est :
1,2,3,4,5
□
5,4,3,2,1
□
5,3,4,1,2
5,1,3,4,2
5,1,4,3,2
Q6 : Quels sont, parmi ces
différents critères, ceux qui
permettent d’identifier les
minéraux d’une lame mince
en microscopie polarisante ?
La taille
La forme
La couleur
La composition
Le clivage
Les macles
Olympiades académiques de géosciences 2011
□
■
□
□
■
■
□
■
■
Page 3
Q7 : Quel est l’ordre de
cristallisation des minéraux
M1, M2, M3, des microlithes et
de la pâte ?
M1,M2, M3,
microlithes, pâte
□
M3, M2, M1,
microlithes, pâte
□
M2, M1, M3,
microlithes, pâte
■
M3, M2, M1,
microlithes, pâte
□
microlithes, pâte,
M2, M1, M3
Q8 : D'après les documents 9
et 10, à quelles températures
peuvent se produire les
cristallisations de la biotite (B)
et de la sanidine (S) ?
Q9 : Les températures de
cristallisation de la biotite et de
la sanidine sont-elles
compatibles avec la réponse
7?
□
1100 à 1200 ° C
B
□
S
□
900 à 1000 ° C
□
□
850 à 900 ° C
■
■
600 ° C
□
□
Oui
Non
Olympiades académiques de géosciences 2011
■
□
Justification :
Ces minéraux sont dans le même intervalle de
température de cristallisation (co-refroidissement), donc la
biotite peut cristalliser avant la sanidine et en même temps.
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Q 10 : D’après les données
tomographiques les Açores
sont issues :
du fonctionnement
d’un point chaud
■
du fonctionnement
du rift de Terceira
■
du fonctionnement
d’une zone de
subduction
du fonctionnement
d’un point chaud
associé à un rifting
Olympiades académiques de géosciences 2011
Documents utilisés
1, 2, 3, 4, 5, 11, 12
□
□
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EXERCICE 2
DONNÉES
Question 1
Document 1 :
Le Bosphore relie la Mer Noire à la
Mer de Marmara et la Méditerranée.
Sa profondeur est au maximum de 85
mètres.
Document 2 :
La plate forme de La Mer Noire est
entaillée de canyons au niveau du
débouché du Bosphore.
Document 3 :
Des unités drapantes avec des
coquilles marines reposent en
discordance sur des dépôts alluviaux
et deltaïques.
Document 4 :
Des fossiles marins reposent sur des
fossiles d’eau douce.
BARÈME
Document5 :
La grotte Cosquer, dont l’entrée est
située actuellement sous le niveau de
la mer Méditerranée, contient
plusieurs œuvres peintes et gravées
attestant son occupation par l’Homme.
Document 6 :
Une population située en Ukraine
semble avoir brutalement migrée.
INTERPRÉTATION
Si le niveau des mers baisse de plus de
85 m les échanges entre les deux mers
sont impossibles.
Un écoulement brutal d’eau a pu se
produire de la mer de Marmara (donc
de la Méditerranée) vers la Mer Noire.
Il y a eu un brusque changement de la
nature des eaux.
Confirmation du doc 3 : Il y a eu un
changement de la nature des eaux. Des
eaux marines ont envahi des eaux
douces.
Le niveau de la mer Méditerranée
devait donc se situer plus bas il y a
plus de 7000 ans. Il y a eu depuis une
remontée importante des eaux de la
Méditerranée (au moins 36 mètres).
Un événement semble avoir chassé les
populations du sud de l’Ukraine (rives
de la mer Noire).
Bilan :
L’ensemble des ces données sont concordantes.
Elles étayent, confirment la Théorie de Ryan et Pittman.
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BARÈME
Question 2
Document 3 :
Les coquilles marines reposant sur les
dépôts alluviaux sont datées de 7600
ans BP.
Document 4 :
Les fossiles d’eau douce les plus
récents sont datés de 10400 ans.
Les fossiles d’eau de mer sont datés de
7150 ans.
Document 6 :
Migration datée de -7500 ans +/- 200
ans
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Il y a 10400 ans la mer Noire était
encore un « lac » d’eau douce.
Il y a 7150 ans la mer Noire est
constituée d’eau salée.
L’événement est plus récent que 10400
ans et plus vieux que 7150 ans.
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EXERCICE 3
Attendus réponses question 1 :
Document 1 :
marqueurs
topographiques et
tectoniques dans la
région de l’île de Java
Document 2 :
Cartographie des
volcans magmatiques
(V) et des volcans de
boue (points blancs)
dans la partie Est de
Java.
Document 3 : Blocsdiagrammes
schématiques du volcan
de boue Lusi montrant
quatre étapes de
l’évolution
Existence d’une zone de subduction marquée par une
fosse, des séismes dont les foyers sont de plus en
plus profonds du sud (côté Oc.indien vers le nord
(côté mer de Java) (et du volcanisme cf. doc 2)
Hypothèses possibles : Volcanisme associé à la
subduction (référence au doc 1) réchauffement des
sédiments, effet de l’eau infiltrée d’origine océanique
ou atmosphérique à la faveur des failles, effets
tectoniques (référence possible au document 5)
L’aquifère de Kujung est atteint par le forage y
entraînant un afflux d’eau. L’eau fluidifie les
sédiments qui se transforment en boues (cf doc
5) . Cela déstabilise les formations alternées et
provoque une fracturation vers la surface à la
faveur d’un système de fractures préexistantes
(Zone de failles de Watukosek). Le mélange sous
pression est conduit vers le haut. La boue
s’épanche en surface formant le volcan de boue
Marqueurs : déformations, fissures en extension
dans les constructions (ponts, routes, maisons),
modification des données GPS : diminution
relative d’altitude dans la zone centrale
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Document 4 : Profils
sismiques acquis avant
l'éruption
Les gaz imprégnant les sédiments, peuvent, par leur
libération faciliter l’entraînement et l’émission des
boues vers la surface.
Les gaz sous pression peuvent accélérer la
fracturation des roches
Les volumes de gaz qui s’échappent participent à la
déstabilisation des terrains et à l’effondrement de la
zone.
La fracturation facilitant les remontes d’eau de la
formation de Kunjung et le phénomène de liquéfaction
(doc 5).
L’ensemble alimente le volcan de boue en matériau
tout en maintenant une pression suffisante
Document 5 : La
liquéfaction
Ce document ne fait pas l’objet de question mais est
attendu en référence pour l’interprétation des
documents précédents
Document 6 : données
sismiques locales avant
la mise en place du
volcan de boue Lusi
La corrélation entre la survenue d’un séisme
quelques jours avant la catastrophe, avancée comme
hypothèse par la société indonésienne de forage ne
peut être scientifiquement établie.
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Attendus réponses question 1 (suite):
Schéma
doc 1
A
0
50
70
150
300
500
800
km
Océan Indien
fosse
Plaque indoaustralienne
volcans
Mer de Java
B
Plaque
Plaqueeurasienne
pacifique
Schéma
doc 4
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Attendus réponses question 2
Contexte géologique
Risques
Existence d’un dôme
riche en gaz,
Existence d’autres
volcans de boue dans la
région
Mise sous pression des sédiments
Phénomène de liquéfaction connu
Zone sismique associée
à la subduction du fait
de la convergence de la
plaque indoaustralienne et de la
plaque eurasienne.
Réalisations au détriment du
risque
Traversée du dôme par le
forage
Risque de déstabilisation et de
liquéfaction des sédiments
Risque de fuites
Réalisation du forage dans
une zone fracturée de haute
sismicité
Existence d’une zone de
fracturation facilitant la
remontée de matériau
profond sous pression
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EXERCICE 4
Saisies d’informations
Interprétations
Recherche d’arguments géographiques
Madagascar dans le supercontinent
Doc. A2 : les formes des côtes Est de
était attenante à l’Afrique au niveau
l’Afrique et Ouest de Madagascar sont
de l’actuel Golfe du Zambèze.
complémentaires plutôt au niveau du
Golfe du Zambèze.
L’argument géographique est plutôt en faveur de l’hypothèse 1 (hypothèse Sud).
Recherche d’arguments pétrologiques
Madagascar dans le supercontinent
:
cratons
de
l’Est
de
Madagascar
était attenante à l’Inde actuelle.
Doc A3
semblent correspondre à ceux de l’Ouest
du Dharwar (Inde du Sud)
L’argument pétrologique est en faveur de l’hypothèse 2 (hypothèse Nord)
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Recherche d’arguments paléontologiques Glossopteris étant une fougère, ses
Doc. A5 : Glossopteris est présent partout spores peuvent se déplacer par les
courants atmosphériques
Les arguments paléontologiques ne permettent pas de se prononcer.
Recherche d’arguments paléoclimatiques Madagascar faisait partie de la
Doc. A1 : on retrouve des dépôts
grande calotte glaciaire
glaciaires carbonifères sur Madagascar
comme au niveau de l’île de Zanzibar et
du Golfe du Zambèze.
Les arguments paléoclimatiques ne permettent pas de se prononcer
Recherche d’arguments tectoniques
Ces trois continents devaient être
Doc. A3 : des failles NW-SE
réunis dans le supercontinent et ont
correspondent entre l’Afrique,
été faillés
Madagascar et le sud de l’Inde
Les arguments tectoniques sont en faveur de l’hypothèse 2 (hypothèse Nord)
Recherche d’arguments cinématiques
Une dorsale a séparé Madagascar
de l’Afrique entre le Jurassique et le
Doc. A4 : limite de plaque inactive
actuellement entre le niveau de l’île de
Crétacé
Zanzibar et Madagascar, entourée de
basaltes âgés d’environ 120 MA
Les arguments cinématiques sont en faveur de l’hypothèse 2 (hypothèse Nord)
L’ensemble des arguments est en faveur de l’hypothèse 2. Madagascar s’est
séparée de l’Afrique dans le supercontinent. La dorsale a cessé de fonctionner au début
du Crétacé. Madagascar au jurassique était très près de l’Afrique au niveau de l’île actuelle
de Zanzibar
Collage et
arguments sur le document : position de l’île, distance à l'Afrique pas trop importante, faille
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