1S1B7 TP magmatisme dorsale

THEME 1 B Activité n°1B7 - dorsales : la formation des roches de la croute océanique
Nous savons que la croûte océanique (CO) se forme au niveau des dorsales qui est le siège d’une forte activité
volcanique et d’une distension, que le flux thermique est très élevé au niveau d’une dorsale, que la croûte
océanique est constituée de basaltes et de gabbros, que la limite lithosphère-asthénosphère correspond à
l'isotherme 1300°C.
On
veut
comprendre
:
-
l’origine du re
l
ief de la dorsale alors que l’on est
dans un contexte de divergence,
- l’origine du magma basaltique qui alimente le volcanisme des dorsales alors que lithosphère et
asthénosphère sont censées être à l’état solide,
- pourquoi un même magma peut donner deux roches différentes, basalte et gabbro.
Lancer
Magmawin
,
logiciel de
modélisation
de
la
cristallisation de
magma
s
. Il
nous servira à
déterminer les
conditions dans lesquelles le magma à l'origine du basalte et du gabbro de la croûte océanique se forme.
 Cliquer sur Expérimentation / S'informer de la fusion partielle pour voir le principe des expériences
 Puis cliquer sur Expérimentation / Expérimenter sur la fusion partielle de péridotites
Le graphique proposé est un diagramme pression-température sur lequel ont été positionnés les résultats
d'expériences (points colorés) au cours desquelles de la péridotite a été soumise à différentes conditions de
température et de pression. Il faut savoir que l’état physique d’un matériau dépend de la température et de la
pression. Dans le diagramme pression-température de la péridotite asthénosphérique on distingue 2 lignes
(solidus et liquidus) séparant 3 domaines : roches solides (solidus) roches partiellement fondues (liquidus) roches
totalement fondues. Sur le document annexe fourni qui reprend ce diagramme, ont été positionnés en plus le
géotherme océanique des plaines abyssales et le géotherme des dorsales (géotherme = variation de la
température avec la profondeur)
1. Déterminer graphiquement la profondeur moyenne de la limite lithosphère- asthénosphère sous les
océans et sous les dorsales. Comment peut-on expliquer la profondeur constatée sous la dorsale ?
2. Reconstituez l’enchainement causes-conséquences : remontée/enfoncement de l’asthénosphère 
isotherme 1300°C moins/plus profond flux thermique élevé/bas roches plus froides/chaudes 
dilatation/contraction  masse volumique des roches plus élevée/basse  soulèvement/enfoncement 
relief négatif/positif
3. A partir du graphique, déterminez à quelle profondeur la péridotite commence à fondre sous les dorsales.
A quelle profondeur ne fond-elle plus ? La fusion de la péridotite est-elle totale ou partielle ? Coloriez en
rouge, sur le graphique, la zone de fusion de la péridotite.
4. Dans Magmawin, en survolez les points colorés (expériences), vous pouvez faire apparaître un graphique
montrant le % de magma obtenu (chaque point représentent une expérience réalisée) : garder une
température identique et changer de pression. Que constatez-vous ? Quelle est donc la cause de cette
fusion partielle ?
5. Afin de compléter le tableau proposé réalisez des simulations de cristallisation de magmas obtenus par
fusion partielle d'une péridotite à une pression de 25 GPa aux trois températures proposées (Vitesse de
refroidissement du magma = 1 (très lent) ; vitesse de simulation maximale ; la composition chimique
globale du magma obtenu correspond à la ligne "Etat initial") Quel doit être le pourcentage de fusion
partielle de la péridotite sous les dorsales ? Ce magma a-t-il la même composition que la péridotite ?
6. Pour un même magma, faire varier amplement la vitesse de refroidissement. Quelles roches, quelles
structures obtient-on dans ce différentes circonstances ?
7. Il existe deux types de roches magmatiques, volcaniques et plutoniques. Dans quelle famille de roche
placez-vous donc les basaltes et les gabbros ?
8. Réaliser des expériences de simulation de cristallisation pour obtenir une structure grenue puis une
structure microlitique avec de la vanilline que l’on fera fondre entre lame et lamelle (serrez avec une
pince). L’observation se fait au microscope munis de filtres polarisants. Vous disposez de blocs de glace
pour accélérer le refroidissement. (Prendre éventuellement une photo des résultats obtenus)

Tableau
Composition chimique des r
oches
Composition minéralogique
des roches obtenues après
cristallisation du magma issu de la
fusion partielle : noter les 3-4
minéraux principaux par ordre
d’apparition (et la T°C)
Oxydes (%)
SiO
2
Al
2
O
3
FeMgO
CaO
Na
2
O
K
2
O
Péridotite
44
3,5
46
3
0,3
0,1
Basalte
46,5
13,4
25,6
10,9
1,8
1,1
Gabbro
46,3
13,5
25,8
10,7
1,8
1,2
Magma
obtenu
par fusion
partielle
d'une
péridotite
pour :
7% de fusion
partielle
15% de fusion
partielle
24% de fusion
partielle
Document annexe
Les conditions de
la fusion de
l'asthénosphère