capes concours externe et cafep sciences de la vie et de la terre
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Attendus possibles et pistes de correction (Exemple de plan détaillé) Construire une séquence d’enseignement en classe de TS sur L’activité magmatique des zones de subduction. Vous utiliserez pour cela des observations macroscopiques et microscopiques de roches caractéristiques, ainsi que des diagrammes P°T°t. Vous montrerez les annotations que peuvent réaliser les élèves sur les documents judicieusement choisis, ainsi que le schéma bilan construit par les élèves. Vous proposerez une évaluation sommative pour clôturer votre séquence. En guise d’introduction… Prérequis de 1°S: Définition d’une zone de subduction : disparition de la lithosphère océanique dans le manteau lors de la convergence de plaques lithosphériques. Problématique du sujet : Comment former du magma dans ces régions du globe ? L’objectif de cette leçon est de montrer que l’activité magmatique d’une zone de subduction est due à une série de phénomènes géologiques bien antérieurs à la genèse du magma. A chaque étape, l’étude s’appuiera tout d’abord sur l’observation d’échantillons, en complétant progressivement un schéma bilan d’une zone de subduction. Annonce du plan : Suivi chronologique du devenir d’un gabbro formé à la dorsale Les points à aborder : 1. L’origine de l’eau Etude macroscopique et microscopique d’un gabbro de dorsale (G1) => pyroxène et feldspath Emplacement sur un diagramme P°T°t G1 Etude macroscopique et microscopique d’un gabbro vert (G2) => amphibole puis chlorite et actinote Plus on s’éloigne de la dorsale, plus on trouve des minéraux hydratés dans le gabbro. La lithosphère se refroidit et s’hydrate suite à la circulation hydrothermale : quelques ppm jusqu’à 7% d’eau ! L’apport d’eau et le refroidissement amènent à des domaines de stabilité de nouveaux minéraux : minéraux hydratés néoformés. Emplacement sur un diagramme P°T°t G2 G1 2. Métamorphisme et déshydratation de la plaque subduite Etude macroscopique et microscopique d’un gabbro bleu (G3) => glaucophane puis d’une éclogite (G4) => jadéite et grenat métamorphisme : évolution des roches à l’état solide lors des changements de conditions de P° et T°, qui se traduit par des changements de minéraux. Emplacement sur un diagramme P°T°t G2 G1 G3 G4 Les réactions chimiques permettant l’apparition de glaucophane puis de grenat traduisent : - une augmentation de la profondeur de la lithosphère jusqu’à au moins 35 km ! - un métamorphisme HP° BT° - une déshydratation de la plaque subduite au profit de la plaque chevauchante. Lorsque la plaque plonge, il y a de nouvelles conditions de P° et T° ; la BT° correspond à un plongement de la lithosphère qui est du matériel froid ; la HT° est due à une descente relativement rapide à l’échelle des temps géologiques. Remarque : subduction et métamorphisme ont une cinétique très lente à l’échelle humaine. 3. Genèse de l’activité magmatique Graphe Etat de la matière L’ajout d’eau abaisse le point de fusion => le solidus hydraté recoupe le géotherme => fusion partielle des péridotites du manteau lithosphérique de la plaque chevauchante => formation de magma => roches volcaniques en surface de type explosives = andésites ( rhyolites), et roches plutoniques en profondeur = granites, diorites ( famille des granitoïdes). Ces roches affleurent parfois suite aux mouvements de compression ; Ces roches caractéristiques de la croûte continentale sont donc générées suite au mécanisme de subduction Etude macroscopique et microscopique d andésite et diorite Echantillon d'Andésite Echantillon de Diorite Lame mince Andésite : texture microlithique avec quelques phénocristaux de plagioclases. Les taches noires correspondent à des bulles. Diorite : lame mince en LPA. Texture grenue Quartz Feldspath plagioclase Biotite Amphibole Amphibole Feldspath plagioclase Structure microlithique : minéraux non jointifs, feldspath plagioclase en paillette. Zone non cristallisé = verre. Structure grenue : minéraux jointifs, entièrement cristallisé Exemple de conclusion = schéma bilan à compléter Ouverture possible de travail : risques volcanique et sismique, autres contextes de fusion partielle sur Terre
