Correction de l`exercice type Bac II.2 (exercice fait en devoir maison

Correction de l’exercice type Bac II.2
(exercice fait en devoir maison et rendu le jeudi 6 novembre 2008)
Subduction et genèse du magma
Petite introduction qui pose la problématique à résoudre mais qui ne présente les documents.
La subduction s’accompagne d’un volcanisme important. Quelles sont les conditions et les mécanismes nécessaires
à la genèse d’un magma dans les zones de subduction ?
Analyser les documents non dans l’ordre donné mais dans un ordre logique permettant de répondre à la
problématique.
Présenter les documents au fur et à mesure de leur utilisation.
Le document 2 présente l’évolution de la température en fonction de la profondeur au niveau d’une zone de
subduction vue en coupe. On admet que le magma présent au niveau d’une zone de subduction se forme dans le
manteau lithosphérique de la plaque chevauchante à la verticale de la zone magmatique. Cette région est située
entre 10 km et 70 km de profondeur, et il y règne une température comprise entre 300°C et 1 200°C. Quelles sont
donc les conditions de formation du magma dans cette zone ?
Le document 1 présente les conditions de fusion des péridotites dans une zone de subduction. On constate que le
solidus sec, correspondant à la courbe de fusion commençante des péridotites non hydratées ne passe pas au
niveau de la région de formation du magma (située entre 10 km et 70 km de profondeur, où la température est
comprise entre 300°C et 1 200°C). Ainsi, dans ces conditions les péridotites non hydratées sont toutes solides et il
n’y a pas de formation de magma. Comment expliquer alors la formation de magma dans cette région ? On observe
alors que le solidus humide correspondant à la courbe de fusion commençante des péridotites hydratées passe par
cette région. Ainsi dans ces conditions de température et de profondeur, et en présence d’eau, les péridotites
rentrent en fusion partielle. Il coexiste des péridotites solides et des péridotites liquides, qui forme un magma.
Quelle est l’origine de l’eau permettant la formation du magma ?
Le document 3 est un diagramme pression-température des domaines de stabilité d’associations minérales des
métagabbros. Au niveau d’une zone de subduction, le plongement de la lithosphère océanique s’accompagne d’une
augmentation de pression à l’origine d’un métamorphisme d’intensité croissante des roches de la croûte
océanique dont les gabbros. Les réactions métamorphiques font apparaitre de nouveaux minéraux
métamorphiques (dans le faciès schistes bleus : glaucophane et jadéite, dans le faciès éclogites : grenat et jadéite) et
s’accompagnent d’une libération d’eau. Cette eau, de faible densité, remonte dans le manteau lithosphérique de la
plaque chevauchante et permet alors la fusion partielle des péridotites, c'est-à-dire la formation du magma qui va
donner naissance au volcanisme observé dans les zones de subduction.
Une conclusion est inutile. La réponse à la problématique est déjà donnée.
Correction de l’exercice type Bac II.2
(exercice donné le jeudi 6/11 à faire à la maison pour réviser le contrôle du lundi 10/11/2008)
Les témoins de l’histoire océanique de la chaîne alpine
Petite introduction qui pose la problématique à résoudre mais qui ne présente les documents.
Les Alpes sont le résultat d’un phénomène de convergence entre deux plaques lithosphériques. Quels sont les
témoins actuels de l’ancien domaine océanique ayant existé dans les Alpes et les indices témoignant de son
raccourcissement ?
Analyser les documents non dans l’ordre donné mais dans un ordre logique permettant de répondre à la
problématique. Présenter les documents au fur et à mesure de leur utilisation.
La première partie traite des preuves de l’existence d’un domaine océanique. Il ne faut pas faire de titres comme dans
une restitution de connaissances.
Actuellement un domaine océanique se caractérise, comme le montre le document de référence, de sédiments
surmontant un plancher océanique. Le document 2 présente la coupe géologique du massif de Taillefer, situé à l’est
de Grenoble. On observe la présence de terrains sédimentaires (calcaires, marnes et schistes du Jurassique et
Crétacé, dolomies du Trias) qui se déposent en milieu marin. De plus, les sédiments datés du Jurassique et Crétacé
contiennent des fossiles d’animaux vivant en milieu océanique (ammonites, bélemnites, crinoïdes et calpionelles). Le
document 1 présente la coupe géologique du massif ophiolitique du Chenaillet. De gauche à droite, on observe la
succession des roches suivantes : péridotites métamorphisées, gabbros lités, gabbros massifs, basaltes en cousins,
basaltes en filons. Cette série correspond à la coupe schématique de la partie supérieure de la lithosphère océanique
proposée dans le document de référence. Ainsi le massif ophiolitique du Chenaillet correspond à la partie
supérieure d’une lithosphère océanique. L’étude des documents 1 et 2 permet de conclure à l’existence passée
d’un domaine océanique au niveau des Alpes actuelles.
La seconde partie traite des témoins actuels du raccourcissement du domaine océanique. Les mêmes documents sont
utilisés mais on sélectionne les éléments illustrant le raccourcissement du domaine océanique.
Le document 3 présente un détail d’une partie de blocs basculés des Grandes Rousses. On observe des plis affectant
les calcaires et schistes du jurassique inférieur et moyen. Une faille inverse affecte le Jurassique inférieur et moyen
et le Trias. Les plis et les failles inverses témoignent d’une tectonique en compression, qui s’accompagne d’un
raccourcissement horizontal des terrains et de leur épaississement. Le document 1 montre la présence de la série
ophiolitique d’origine océanique sur un milieu actuel continental. Ces roches de la lithosphère océanique se sont
formées en milieu océanique puis ont été charriées en milieu continental lors d’une tectonique en compression.
Ainsi les plis, les failles inverses et les charriages observés dans les Alpes témoignent du raccourcissement des
roches formées en domaine océanique.