TP 5- Document A Topographie du rift médio-atlantique : une coupe transversale du rift Expédition FAMOUS au large des Açores. En noir : zone d'émission de basaltes. Repérer et décrire sur le document les accidents tectoniques (failles) qui affectent la zone axiale de la dorsale et, en s’aidant des modèles de failles mis à disposition, expliquer la topographie particulière du rift médioatlantique. Accompagner les explications d’un (ou d’une série de) schéma(s) fonctionnel(s) et légendé(s) rendant compte des mouvements qui affectent la lithosphère au niveau d’une dorsale. TP 5- Document B Axe du rift 5 km Un profil de réflexion sismique s'obtient par émission d'ondes sismiques qui se propagent en profondeur à travers les roches. Les échos reçus en retour et enregistrés en surface par des hydrophones, correspondent aux discontinuités rencontrées, et sont d'autant plus marqués sur le profil, que les roches traversées par ces ondes sont denses et rigides. Les zones plus claires sont donc constituées de roches fondues ou semi-fondues. Quelles informations vous apporte ce document ? Profil de réflexion sismique de la dorsale est pacifique Moho TP 5- Document C : Echantillons de 3 roches et lames minces correspondantes Vous disposez d’échantillons de trois roches constitutives de la lithosphère océanique et de préparations microscopiques correspondantes. Ainsi que du schéma ci-contre Identifier ces trois types de roches et leurs structures respectives à partir d’une étude macro et microscopique des échantillons fournis. Coupe géologique d’une faille transformante Coupe construite à partir d’observations réalisées entre 2000 et 5000 m de profondeur, le long du bord sud d’une grande faille transformante au niveau d’une dorsale TP 5- Document D L’analyse des données sismique permet de préciser la température et la pression que subissent les roches à une profondeur donnée. On peut ainsi estimer qu’à 30 km de profondeur sous l’axe d’une dorsale, la température est d’environ 1300ºC pour une pression de 1Gpa. Au niveau de la dorsale Atlantique les laves émises ont une température de 1200ºC C’est à partir de ces mêmes données sismiques que l’on a pu construire le modèle ci-contre de répartition des isothermes sous une dorsale et de part et d’autre de cette dorsale. 1300ºC Modèle de répartition des isothermes sous une dorsale océanique Quelles informations vous apporte ce document ? TP 5- Document E Des simulations menées en laboratoire permettent de préciser les domaines de température et de pression pour lesquels les péridotites de l’asthénosphère sont solides, partiellement liquides ou entièrement liquides : En utilisant les valeurs apportées par le document D, tracer sur le document E la courbe Température = f ( Profondeur) - à 4 km de l’axe de la dorsale ( tracé bleu) dans l’axe de la dorsale ( tracé rouge) Ces courbes sont appelées géothermes Utiliser ces données pour expliquer alors les résultats obtenus avec les documents A, B et C TP 5- Document F On a mesure la composition chimique des roches de la lithosphère océanique et des péridotites de l’asthénosphère ( à partir d’enclave non fondue retrouvées dans des basaltes océaniques). Basalte ou gabbro Péridotite de la lithosphère Péridotite de l’asthénosphère Si 23,3 20,2 20,8 Al 7,3 0,3 0,9 Fe 8,8 4,7 5,6 Mg 6,1 30,3 25,8 K 0,4 0,000 0,1 Composition chimique de quelques élements des roches constitutives de la lithosphère océanique et de l’asthénosphère (en % de la masse ) Montrer à partir des informations fournies par ce document que le basalte et le gabbro ne peuvent pas résulter de la fusion totale des péridotites de l’asthénosphère, mais qu'il résulte d'une fusion partielle de celles-ci suivant l'équation suivante : Péridotites de l’asthénosphère --- Fusion partielle Péridotites résiduelles (péridotite de la lithosphère) + Magma (basaltes + gabbros) En considérant que lors de cette fusion il y a conservation de masse, on peut écrire pour un des éléments présents dans la péridotite de départ : Cm = CsFs + ClFl Cm : concentration du composé dans la roche mère Fs : fraction restée solide avec Cs : concentration du composé dans la roche résiduelle solide Fl : fraction liquide Cl : concentration du composé dans le liquide Quelle relation peut-on écrire entre Fs et Fl ? Calculer en utilisant les valeurs de l’élement K le pourcentage de fusion des péridotites initiales Faire le même calcul en utilisant les autres élements. Pouvez-vous faire une moyenne ? TP 5- Document E TP 5- Document E Solide Solide Figure 1. Perspective view from the south of the mid-ocean ridge off the coast of Central America (far distance) Image credit: Bill Haxby