Activité 1 : Calcul de l`épaisseur de la lithosphère océanique à

TD 7.1/Thème I-B-2: Evolution de la lithosphère océanique.

Etape 1 : Calcul de l'épaisseur de la lithosphère océanique à différentes distances de la dorsale
Rappel : La limite lithosphère-asthénosphère correspond à une limite thermo-dynamique. Au niveau de la lithosphère, le manteau,
constitué de péridotite, est très rigide, alors que le manteau asthénosphérique, constitué aussi de péridotite, est plus ductile. Cette
différence de comportement est liée à une limite thermique. Selon la température, la péridotite du manteau est rigide (lithosphère)
ou moins rigide (asthénosphère), et cette limite a été établie par l'isotherme 1300 °C.
Au fur et à mesure de l'expansion océanique, le plancher océanique s'éloigne de la dorsale. La lithosphère océanique se refroidit en
empruntant une semelle de manteau asthénosphérique. La lithosphère océanique s'épaissit et voit sa densité augmenter. A partir
de travaux expérimentaux, les géophysiciens ont établi une relation entre l'épaisseur de la lithosphère et son âge selon la loi : e =
9,5 √t (e = épaisseur en km, t = âge en millions d'années)
1) Complétez la partie A du tableau de l'étape 2
2) Schématiser ci-dessous le profil de la lithosphère océanique (prendre pour échelle 2mm pour 10 km).
Légender.
3) Sur Excel tracez les épaisseurs de la lithosphère océanique, de la croûte océanique et du manteau
lithosphérique (l'épaisseur de la croûte est constante et peut être approximée à 6 Km) en fonction de l'âge de
la lithosphère (2 Ma, 10Ma, 15Ma, 25Ma, 30Ma, 40Ma, 60Ma, 80Ma et 100Ma)

Etape 2 : Mise en évidence d'une conséquence de l'épaississement de la lithosphère océanique
Au niveau d'une dorsale océanique, la lithosphère océanique est fine et chaude. Au fur et à mesure de son éloignement elle se
refroidit et abaisse l'isotherme 1300°C puisque la limite manteau asthénosphérique manteau lithosphérique est une limite
thermique. Le manteau lithosphérique se refroidit par le haut et s'incorpore peu à peu dans l'asthénosphère; Ainsi la lithosphère
océanique s'épaissit et s'alourdit.
On donne :

Masse volumique de la croûte océanique : 2,9 T/m3

Masse volumique du manteau lithosphérique : 3,3 T/m3

Masse volumique de l'asthénosphère : 3,25 T/m3
Age de la lithosphère (en 106 ans)
A
Épaisseur L.O
A
(km)
2
10
15
25
30
40
60
Croûte
Océanique
Manteau
Lithosphérique
Total
Masse d'une colonne de lithosphère
océanique de surface égale à 1 m2
(en 103 tonnes)
B
Masse d'une colonne d'asthénosphère
de même surface et de même
épaisseur (en 103 tonnes)
1) Complétez la partie B du tableau ci-dessus
2) Tracez les courbes des masses de la L.O et de l'asthénosphère en fonction de l'âge de la L.O.
80
100