Première S Partie 1 – Structure, composition et dynamique de la Terre Fiche #5 – Magmatisme des dorsales Étude d’affleurement de croûte océanique 12 12.1 12.2 12.3 12.4 Quelle est la constitution de la lithosphère océanique créée au niveau des dorsales ? I Quel type de roche évoque l’affleurement (doc. 1.10a). Rapprochez ce document des docs. 254.1a et 256.1a. Quel mécanisme pourrait expliquer cette disposition. I/C Comparez dans le tableau 1.10 les échantillons de basalte et gabbro (les lignes grisées seront remplies pendant l’activité 13). Laissez 15 cm de libre sous le tableau. Ra Quelle hypothèse peut expliquer la formation de ces roches à partir de la dorsale (doc. 1.12) ? C Sous le tableau, refaites le schéma d’une coupe de la lithosphère océanique (doc. 256.1A), en faisant correspondre les colonnes du premier avec les strates du dernier. Cristallisation de la vanilline 13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 La vitesse de refroidissement joue-t-elle un rôle dans la mise en place de la structure d’une roche ? Ra Expliquez en quoi le choix de la vanilline est approprié pour cette modélisation (doc. 1.13). Imaginez un protocole expérimental. Re/C Faites le compte-rendu de l’expérience. Ra Connaissant la taille du champ (mesurée à l’aide de papier millimétré), calculer la taille moyenne des cristaux en fonction de la vitesse de refroidissement C Réaliser un schéma des 2 lames, en précisant la vitesse de refroidissement correspondante. Ra Complétez les lignes grisées du tableau, en précisant (1) à quel type de cristaux de vanilline se rapportent les roches étudiées et (2) à quel vitesse de refroidissement relatif ces roches ont été soumises. Différenciation magmatique (dorsale) 14 14.1 14.2 14.3 14.4 On émet l’hypothèse qu’au niveau d’une dorsale, une remontée de magma, constitué de péridotite, est à l’origine de la croûte océanique. Comment expliquer les différences de composition chimique des roches de la lithosphère océanique ? Ra Si l’on admet que la remontée de magma vers la surface est suffisamment rapide, justifiez laquelle des flèches (figure 1.14) correspond aux changements qu’il subit (voir graphique T/P). Ra A l’aide de la figure 1.15a, et après avoir rappelé les principaux minéraux présents dans une péridotite mantellique (du manteau), indiquez quels minéraux vont passer dans la partie ‘liquide’ et ceux qui vont rester dans la partie ’solide’ Re/C Complétez par calcul (feuille Excel ‘DifférenciationMagma’) le tableau ci-dessous (d% = variation en pourcentage, variation = ‘+’ si augmentation, ‘-‘ si régression) Ra Connaissant les minéraux présents dans un basalte, justifiez les minéraux qui seront retrouvés dans une péridotite de la lithosphère océanique, résultat de la différenciation (péridotite mantellique péridotite lithosphérique + basalte/gabbro) Quels sont les deux principaux facteurs de différenciation des roches de la croûte océanique ? Première S Partie 1 – Structure, composition et dynamique de la Terre Fiche #5 – Magmatisme des dorsales Document 1.10 – (a) Affleurement d’ophiolites (territoire d’Oman) – (b) Roches constituant les ophiolites (a) (b) Document 1.12 – Profil de sismique réflexion au niveau d’une dorsale de l’océan Pacifique Document 1.13 – Caractéristiques de la vanilline La vanilline est une molécule organique de type aldéhyde (C8H8O3) extraite de la gousse du vanillier ; la vanilline naturelle est très rare et aussi très recherchée par les industriels pour son arôme. C’est pourquoi une molécule de synthèse a été fabriquée par les chimistes. Celle-ci se présente sous forme cristallisée et sa température de fusion est atteinte facilement (<100°C). Figure 1.14 – Courbe de fusion des péridotites anhydres L’étude de la fusion des roches en laboratoire consiste à faire varier des facteurs tels que la température et la pression. Cette dernière dépend, dans la Terre, de la profondeur. Le géologue construit ainsi 2 courbes : le solidus, qui sépare le domaine où la roche est solide (côté de l’origine) du domaine où elle commence à fondre ; le liquidus, qui fait passer dans le domaine où tout est fondu Minéral Quartz Olivine Feldspath (plagioclase) albite anorthite Feldspath (orthose) Micas Noir (biotite) Blanc (muscovite) Pyroxènes Diopside Clinopyroxène Figure 1.15 – Suites réactionnelles de Bowen et composition chimique des minéraux associés Certains minéraux fondent à des températures plus élevées que d’autres. Lors d’un changement de température, ils peuvent se transformer progressivement (suite continue des plagioclases), ou passer par des formes chimiques différentes (suite discontinue des ferro-magnésiens) Composition SiO2 (Mg, Fe)2SiO4 (Na, Ca)(Si,Al)4O8 NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8 KAlSi3O8 K(Fe, Mg)3(AlSi3O10)(OH)2 KAl2(AlSi3O10)(OH)2 Mg(SiO3), CaMg(SiO3)2 (Mg, Fe)CaSi2O6 Les minéraux sur fond gris sont présents dans la péridotite mantellique (a) (b)