La notion d`isostasie étudiée au travers du Thème : Le domaine

La notion d’isostasie étudiée au travers du Thème : Le domaine continental
et sa dynamique
Thème 1-B-1 : La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale,
reliefs et épaisseur crustale
Présentation d’un outil de simulation de l’isostasie
Boulons ( = lest)
Matériel :
Eprouvettes graduées de 500 mL
Duplos de différentes couleurs
( rouge : croûte continentale / bleu : croûte océanique / vert : manteau lithosphérique/ blanc : glace )
Boulons
1
Rebond isostatique suite à la fonte d’une calotte polaire
La fonte d’une calotte polaire s’accompagne d’une augmentation d’altitude de la surface de la croûte
continentale appelée rebond isostatique. Il est possible de mettre en évidence et d’estimer ce phénomène à l’aide d’un
outil de simulation.
_ _ _ Altitude finale
_____ Altitude initiale
Image 1 :
Duplos blancs non lestés : glace (d = 0,9)
Duplos rouges lestés : croûte continentale (d = 2,7)
Duplos verts, davantage lestés : manteau lithosphérique (d = 3,3)
2
Dualité d’altitude océans-continents
Dans le cadre de l’équilibre isostatique, les données de densité et d’épaisseur des croûtes continentale et océanique
expliquent que l’altitude moyenne des océans soit inférieure à celle des continents.
Reliefs continentaux et épaisseur de la croûte continentale
_ _ _ Altitude moyenne C.O
_ _ Altitudedemoyenne
C.C
Extrait du_programme
l'enseignement
spécifique de SVT :
« Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une importante racine crustale ».
Image 2 :
Duplos rouges non lestés : croûte continentale (d = 2,7)
Duplos bleus, un peu lestés : croûte océanique (d = 2,9)
Duplos verts, davantage lestés : manteau lithosphérique (d = 3,3)
3
Chaîne de montagne et racine crustale ( confrontation des modèles Pratt / Airy )
La formation de relief positif dans une chaîne de montagne s’accompagne en profondeur d’une importante racine
crustale. L’épaississement crustal lié à l’un et l’autre n’est pas équivalent et Il peut-être intéressant d’estimer le rapport
« épaississement relief (r) / épaississement racine crustal (RC)» à l’aide d’un outil de simulation.
Image 3 :
Duplos rouges lestés : croûte continentale (d = 2,7)
Duplos verts, davantage lestés :manteau lithosphérique (d = 3,25)
r
RC
Modèles de Pratt et d’Airy
Présentation des modèles de Pratt et d’Airy et question : quel modèle est adapté à quel cas déjà évoqué ?
Le modèle de Pratt est bien adapté pour expliquer la différence d’altitudes océans-continents. En effet, la croûte
océanique est plus dense que la croûte continentale, elle émerge alors moins.
Le modèle d’Airy est bien adapté pour le cas d’un épaississement de la lithosphère continentale. En effet, la présence
de racines crustales moins denses que la matière environnante permet de compenser l’excès de masse dû au relief.
Surface de compensation
Image 3 :
Duplos rouges non lestés : croûte continentale (d = 2,7)
Duplos verts, davantage lestés : manteau lithosphérique (d = 3,3)
4
Thème 1-B-2 : La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de
montagnes
Moteur de la subduction (Etude d’un déséquilibre isostatique)
Quand densité moyenne lithosphère océanique > densité moyenne asthénosphère, il y a rupture de l’équilibre isostatique, la lithosphère
océanique plonge dans l’asthénosphère : c’est la subduction.
1
1
2
2
L.O jeune
L.O âgée
Variation altitude C.O
Image 4 :
Duplos bleus, lestés : croûte océanique (d = 2,9)
Duplos verts, davantage lestés : manteau lithosphérique (d = 3,3)
5
Thème 1-B-4 : La disparition des reliefs
La disparition des reliefs
La diminution d’altitude d’une chaîne de montagne due à l’érosion est en partie compensée par un réajustement
isostatique. Il peut-être intéressant d’estimer dans quelles proportions cela s’effectue à l’aide d’un outil de simulation.
1
2
2
3
3
4
3
4
5
1
4
5
1
5
1
- - - Altitude initiale
- - - Altitude finale
Erosion
Réajustement isostatique
Image 5 :
Duplos rouges lestés : croûte continentale (d = 2,7)
Duplos verts, davantage lestés : manteau lithosphérique (d = 3,3)
6