Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012 François Maricourt

Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012
François Maricourt
Les marqueurs de la subduction et de la collision
dans les Alpes franco-italiennes
leçon TP – Terminale S
Cadre pédagogique de la leçon :
- Programme TS Tronc commun - Thème : «La convergence lithosphérique et ses effets».
Chapitre : Convergence et collision continentale
Le cours sur la subduction a été réalisé (chapitre « Convergence et subduction); les élèves connaissent donc les
caractéristiques des zones de subduction, en particulier ses différents marqueurs dont l'activité sismique, l'activité
magmatique et les roches métamorphiques associées aux faciès des zones de subduction.
On se place dans le contexte de l'étude de la collision, définie comme le résultat de la convergence de deux lithosphères
continentales, initialement séparées par un domaine océanique disparu par subduction.
On se propose, dans le cadre de l'étude des Alpes franco-italiennes, d'identifier des marqueurs de l'ancienne subduction
et de la collision.
Problématique : Comment peut-on utiliser certains éléments géologiques des Alpes
franco-italiennes pour établir l'existence d'une ancienne subduction puis d'une collision
à l'origine de cette chaîne de montagnes ?
Introduction : carte France 1/1000000; délimitation des Alpes franco-italiennes; mise en évidence de sommets
Alpes constituent une chaîne de collision c'est le résultat d'une convergence entre deux lithosphères continentales. On
doit donc retrouver des indices de cette collision : déformations, reliefs ….
I) Relief et déformations dans les Alpes franco-italiennes
A. Des déformations majeures dans les Alpes
Poste 1 : les déformations alpines
Objectifs :
 OC : montrer l'existence de très nombreuses déformations dans les Alpes occidentales;
 OM : utiliser un logiciel de traitement d'images; utiliser des cartes géologiques pour en repérer certaines
structures particulières.
Activité proposée :
 réaliser des observations de déformations sur différents supports : reliefs et plis de Saint Clément (Google
Earth); failles, plissements, chevauchements sur carte Gap (nappe des Flyshs à Helminthoïdes du Crétacé).
 Répertorier ces différentes déformations et établir des schémas simplifiés.
Productions attendues :
1. schématisation de certaines structures géologiques (plis, failles, nappes) avec repérage géographique de ces
structures.
Transition : la chaîne alpine présente de très nombreuses structures; ces dernières sont-elles le résultat d'un contexte
de convergence ?

Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012
B. Les déformations alpines : résultat d'un contexte de convergence
Poste 2 : modélisation de la convergence
Objectifs :
 OC : montrer l'existence l'apparition de certaines déformations (plis, failles) dans le cas d'un contexte de
convergence (modèle analogique)
 OM : utiliser un modèle analogique; exploiter les données apportées par ce modèle; faire preuve d'esprit
critique.
Activité proposée :
 mettre en place une expérience de collision grâce un modèle analogique de convergence;
 réaliser l'expérience en enregistrant le comportement des couches (film, photos);
 exploiter ces données en les indiquant certaines des structures géologiques observées précédemment;
 indiquer certaines critiques concernant le modèle utilisé.
Productions attendues :
1. fichier avec images légendées montrant les plissements et les failles générées par la convergence.
2. présentation de critiques (nature du matériel, échelles différentes ….)
Transition : certaines déformations observées ont pu être reproduites grâce au modèle utilisé; cela nous confirme
l'implication d'un contexte de convergence dans l'apparition des plissements et des failles; éventuellement des nappes.
Quelle est l'importance de ces déformations ?
Poste 3 : quantification des déformations
Objectifs :
 OC : déterminer l'importance des déplacements qui sont responsables de la mise en place des nappes de
charriage; montrer comment on peut quantifier ces déformations.
 OM : exploiter une carte géologique et réaliser des mesures.
Activité proposée :
cf : http://www.ac-nancy-metz.fr/enseign/svt/program/fichacti/fichts/alpes_carte/carte_alpes.htm
 repérer une nappe particulière (nappe des Schistes Lustrés) sur la carte de la France au 1/1000000 puis la
décalquer afin d'estimer l'importance de son déplacement à partir de sa position initiale.
 Déterminer l'importance du rétrécissement du domaine alpin à partir d'une coupe synthétique équilibrée (cf
notice carte Briançon; page 9).
Productions attendues :
1. calque réalisé avec calculs pour les deux activités.
Transition : Le contexte de convergence a généré de très nombreuses déformations; par ailleurs raccourcissement ..
Certaines déformations sont probablement non visibles en particulier celles qui ont affecté les structures profondes de
la chaine de montagne.
Comment peut-on les identifier ?
Poste 4 : détermination de l'épaisseur de la croûte continentale
Objectifs :
 OC : déterminer la profondeur du MOHO (donc l'épaisseur de la croûte) afin de montrer l'existence d'un
épaississement crustal sous la forme d'écailles;
 OM : utiliser le logiciel SeisGram2K; exploiter un profil sismique.
Activité proposée :

Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012
 exploiter différentes données sismiques afin de calculer la profondeur du MOHO grâce au logiciel SeisGram2K
(à préciser : choix des données; calculs à effectuer)
 vérifier la cohérence entre les données obtenues et celles présentées dans les profils sismiques des Alpes;
 déterminer l'organisation des racines crustales (structure en écaille); représenter ces structures sous la forme
d'un schéma.
Productions attendues :
1. calculs de la profondeur du MOHO avec les données de SeisGram2K;
2. comparaison avec le profil sismique;
3. schéma légendé de la structure profonde des Alpes.
Transition : L'ensemble des données précédentes a permis de montrer l'existence d'un contexte de convergence à
l'origine des structures superficielles et profondes des Alpes.
La collision entre les deux domaines continentaux est survenue dans un contexte de convergence mis en place bien avant
la collision; en effet, une chaîne de collision est précédé d'un épisode de subduction dont nous pouvons rechercher des
indices dans les Alpes.
Poste 5 : identification de marqueurs pétrographiques, les roches métamorphiques.
Objectifs :
 OC : montrer que certaines roches alpines présentent les caractéristiques des roches métamorphiques des
zones de subduction;
 OM : observer et identifier les caractéristiques des roches métamorphiques des zones de subduction parmi les
roches des Alpes.
Activité proposée :
 observer des échantillons et des lames minces de métagabbros à glaucophane et à grenat et jadéite; identifier
les minéraux; expliquer en quoi ces roches sont caractéristiques d'un ancien domaine de subduction.
Productions attendues :
1. caractéristiques des roches observées;
2. argumentation sur l'histoire probable de ces roches.
Transition : Certaines roches métamorphiques des Alpes sont des témoins de la subduction passée.
Comment peut-on les utiliser pour préciser le sens de la subduction ?
Poste 6 : exploitation de la carte de répartition des faciès métamorphiques alpins
Objectifs :
 OC : montrer que la disposition des faciès métamorphiques permet de déterminer le sens de la subduction;
 OM : exploiter une carte et la mettre en relation avec les connaissances acquises sur la subduction.

Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012
Activité proposée :
 en exploitant les données de cette carte, mises en relation avec vos connaissances sur la subduction et les
informations apportées par le poste 4 (profil sismique des Alpes), identifier le sens de la subduction passée qui a
affecté la région alpine. Présenter votre travail sous la forme d'un schéma.
Productions attendues :
1. schéma indiquant le sens de la subduction, argumenté par la position relative des roches métamorphiques (ainsi
que par les données du profil sismique).
Conclusion
Mise en évidence de différents marqueurs qui peuvent être positionnés sur la carte générale des Alpes : emplacement
correct et éventuellement datation; cela permet de reconstituer l'histoire alpine.
Question cependant concernant l'absence de certains marqueurs, en particulier le magmatisme.
La nappe des flyschs à Helminthoïdes est considérée comme un ancien prisme d'accrétion. ….
Ressources bibliographiques et documentaires
Livres :
Métamorphisme et géodynamique, Nicollet (Dunod) +++
Sciences de la Terre et de l'Univers; Brahic (Vuibert)
Les grandes structures géologiques; Debelmas (Dunod)
Comprendre et enseigner la planète Terre; Caron (Ophrys)
De l'océan à la chaîne de montagnes, Lemoine, (Géosciences)
Géologie et géodynamique de la France, Dercourt, (Dunod)
Métamorphisme et
géodynamique, Nicollet, Dunod,
planche 5, p.5)

Préparation Agrégation Interne SVTU 2011/2012
Convergence lithosphérique, Lallemand, (Vuibert)
Cartes géologiques : carte de la France (1/10-6), carte des Alpes, de Briançon, de Gap
Echantillons : roches métamorphiques