G05 fosse tonga - correction

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http://sciences-et-cetera.fr/lithosphere-et-asthenosphere/
Tectonique des plaques
G05
La fosse des Tonga
Correction du TP
À partir de l’exploitation des documents 1 à 6, localiser, au sein du manteau, une
discontinuité physique permettant le déplacement latéral de ce qui est au dessus par
rapport à ce qui est au dessous.
Grâce au paléomagnétisme, on a pu valider le modèle de l’expansion océanique. Le volume de la planète étant constant, si de
la croûte océanique est formée au niveau de la dorsale, de la croûte océanique doit « disparaitre » à un endroit du globe.
La croûte océanique, formée de basaltes et de gabbros qui ont une composition chimique voisine, est solide et a une épaisseur
d'environ 10 km. Au dessous, le manteau est entièrement formé de péridotites, elles aussi à l'état solide. Cela semble
incompatible avec le mobilisme
On recherche s'il existe, au sein du manteau, une une discontinuité physique permettant un déplacement horizontal.
Document 1 : Répartition des foyers sismiques le long de la fosse des Tonga
À l'aide du logiciel sismolog (voir la fiche technique), localiser la zone étudiée, afficher les volcans
et les séismes puis réaliser une coupe de Suva à Niue passant par Vava’u (placer le point 1 à
l’ouest de l’île Fidji et le point 2 à l’est de l’île Niue).
Document 2 :Vitesse de propagation des ondes sismiques niveau de la fosse des Tonga
En 1964, Jack Oliver, Bryan Isacks, et Lynn Sykes étudient les ondes P directes produites par
un séisme profond dont l'épicentre se trouve à égale distance des stations sismiques Suva
(Fidji) et Vava'u (Tonga). Ils observent que les ondes P directes parviennent 2 secondes plus
tôt à la station Vava'u qu'à la station Suva.
Compléter le document 1 de manière à localiser l'épicentre, l'hypocentre possible et le trajet
des ondes P directes observées
Document 3 :Tomographie sismique de la fosse des Tonga
Reporter les informations pertinentes du document 3b sur le document 1.

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Suva
Niue
Vava'u
E : Epicentre
H : Hypocentre possible
Trajet des Ondes P
E
H
Zone d’anomalies négatives de vitesses des ondes P
Zone à la densité supérieure
100 Km
Le document 4 montre que la vitesse des ondes sismiques diminuent avec la température. On peut donc
supposer que la zone d’anomalies négatives des vitesses des ondes sismiques est une zone plus froide
(donc plus dense) que la zone environnante. On a alors une couche «"froide"» et dense qui s’enfonce dans
une couche plus chaude et moins dense.
Le document 5 montre un ralentissement des ondes sismiques aux alentours de 100 km de profondeur. Ce
ralentissement est progressif et ne correspond pas à un changement chimique des roches (manteau de
péridotite). Il s’agit d’un changement physique de la roche. Comme le document 6 le montre, à cette
profondeur, la température de la roche s’approche de la température de fusion (sans l’atteindre). On a donc
une couche déformable, ductile de périodotite sur laquelle repose une couche rigide, dense et froide
composée de la croute et d’une partie du manteau.
Conclusion : La configuration de la fosse des Tonga montre qu’une couche rigide, dense et froide de
100km d’épaisseur repose sur une couche chaude et ductile, réformable. C’est cette propriété ductile qui
permet les mouvements latéraux de la couche rigide.