Le domaine continental et sa dynamique : zones de subduction

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Séquence 2 – SN02
Séquence 2
Le domaine continental et sa
dynamique: zones de subduction,
contexte de formation des chaînes
de montagnes et de production
de nouveaux matériaux crustaux
À l’échelle de la lithosphère,
les zones de subduction sont
des zones de convergence dont
l’étude permettra de comprendre
une situation privilégiée de rac-
courcissement et d’empilement
et donc de formation de chaînes
de montagnes. Ces zones de sub-
duction sont également le siège
d’une importante activité mag-
matique qui aboutit à une pro-
duction de croûte continentale.
Cette séquence permettra de
compléter la compréhension de
la dynamique de la lithosphère
continentale.
Objectifs Sommaire
Chapitre 1. Prérequis
Chapitre 2. La convergence lithosphérique :
contexte de la formation des chaînes
de montagnes
Chapitre 3. Le magmatisme en zone de
subduction : une production de nouveaux
matériaux continentaux
Synthèse
Exercices
Glossaire
Annexes
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Séquence 2 – SN02
Chapitre
1Prérequis
Exercice 1 Lithosphère continentale et lithosphère océanique
Exercice 2 Les mouvements des plaques lithosphériques :
utilisation de données GPS
Exercice 3 Le modèle de la tectonique des plaques
Exercice 4 L’expansion océanique : l’étude des anomalies
magnétiques
Exercice 5 La création de lithosphère océanique au niveau
des zones de dorsales
Exercice 6 Quelques marqueurs des zones de subduction
Exercice 7 Lithosphère et asthénosphère dans une zone
de subduction
Exercice 8 Indices du raccourcissement et de l’empilement dans
une chaîne de montagnes
Lithosphère continentale et lithosphère océanique
 Associer chaque élément du premier ensemble de données à un ou
plusieurs éléments du deuxième ensemble.
Lithosphère continentale et lithosphère océanique :
principales caractéristiques
1. Lithosphère continentale
2. Lithosphère océanique
a) est constituée d’une croûte et de la partie supérieure du manteau
supérieur séparées par le Moho.
b) présente une croûte homogène verticalement et horizontalement.
c) présente une croûte hétérogène verticalement et horizontalement.
d) est caractérisée par la présence de basaltes, de gabbros et de péri-
dotites.
e) est caractérisée par la présence de granites, de gneiss et de péridotites.
f) a une limite inférieure dont la température est voisine de 1300 °C.
g) se forme au niveau des dorsales océaniques par accrétion.
h) présente une croûte caractérisée par les éléments chimiques Si, O,
Mg, Fe, Ca.
i) présente une croûte caractérisée par les éléments chimiques Si, O,
Al, Na, K.
 QCM
Pour chaque ensemble d’affirmations, relever celles qui sont correctes
et celles qui ne le sont pas. Proposer dans ce cas une réponse correcte.
Exercice 1
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Séquence 2 – SN02
1. L’expansion des fonds océaniques
a) Plus on s’éloigne de la dorsale, plus les basaltes du plancher océa-
nique sont anciens.
b) Au niveau d’une dorsale, qui est une véritable chaîne sous-marine de
montagnes, la lithosphère océanique est particulièrement épaisse.
c) Une dorsale océanique est une zone d’accrétion, c’est-à-dire une zone
de création de lithosphère.
d) Les sédiments les plus anciens recueillis au fond des océans sont
situés au niveau des dorsales.
2. Les fonds océaniques :
a) sont constitués dans leur plus grande partie de basaltes.
b) commencent toujours à la limite des terres émergées.
c) ont une composition minéralogique caractérisée par la présence de quartz.
d) ont une composition chimique caractérisée par les éléments Si, O, Mg,
Fe et Ca.
e) ont une composition minéralogique caractérisée par la présence de
pyroxène et de feldspath plagioclase.
Les mouvements des plaques lithosphériques :
utilisation de données GPS
L’utilisation des techniques de positionnement par satellite (GPS) per-
met d’observer directement les mouvements des plaques et de mesurer
leurs vitesses.
Modèle présentant les mouvements relatifs des principales
plaques lithosphériques
Le document de référence suivant permettra de localiser les différentes
zones étudiées au cours de la séquence 6.
7.2
10.9
9.2
9.2
3.1
4.4
12.2
10.6
9.4
8.3 7.4
6.2
9
1.9
2.5 4.1
0.7
5.8
2
8.5
17.1
16.6
15.1
9.9
6.7
3.3
9.1
8.2
6.7
5.4
6.3
6.9
5.4
5.7
5.7
10.3
2
1.8
2.1
2.3
2.5
2.5
2.7
3.7
3.9
3.9
3.5
1.7 1.6 1.6
1.6
1.5 2.5
3.7
5.1
6.7
7.2
7.5
1.6
Fosse des
Marianes
Fosse de
Tonga
Fosse du
Japon
Fosse des
Kouriles
Fosse des
Aléoutiennes
Plaque du
Pacifique
Plaque de
l'Amérique du
Nord
Ca
Co
Fosse du
Pérou
Fosse du
Chili
Plaque
de Nazca
Plaque de
l'Amérique du
Sud
Fosse de
Kermadec
Plaque de l'Antartique
Plaque de
l'Afrique
Plaque de l'Eurasie
Plaque de
l'Australie
Mouvements relatifs de convergence
Mouvements relatifs de divergence
Ca Plaque des caraïbes
Co Plaque des cocos
Exercice 2
Document 1
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Séquence 2 – SN02
Télécharger le logiciel Tectoglob à l’adresse suivante : http://pedagogie.
ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/Tectoglob/index.html
Si le lien ne fonctionne pas, taper « logiciel Tectoglob » sur le moteur de
recherche.
Montrer, en utilisant le logiciel Tectoglob, que :
 les plaques pacifique et Nazca divergent ;
 les plaques Nazca et sud-américaine convergent.
Les documents obtenus doivent être présentés de façon claire dans le
raisonnement effectué.
 Utiliser le document annexe « Utilisation de Tectoglob ».
Centrer le planisphère sur la zone concernée et délimiter la zone qui per-
met de répondre à la question posée.
Afficher les points GPS (choisir une couleur qui sera lisible).
 Ne pas oublier de compléter le (ou les) document(s) produit(s) avec des
légendes (localisations géographiques, repères d’altitude, noms des
plaques, zone de dorsale, de subduction…).
Aide
Le modèle de la tectonique des plaques
Au cours de l’établissement du modèle de la tectonique des plaques,
des scientifiques ont montré que les mouvements divergents (dorsales),
décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduc-
tion) des plaques sont cohérents avec ce modèle géométrique.
Le modèle de la tectonique des plaques
La tectonique est cette partie de la géologie qui étudie la nature et les
causes des déformations des ensembles rocheux, plus spécifiquement,
dans ce cas-ci, les déformations, à grande échelle, de la lithosphère
terrestre. Une plaque est un volume rigide, peu épais par rapport à sa
surface. La tectonique des plaques est une théorie scientifique plané-
taire unificatrice qui propose que les déformations de la lithosphère
sont reliées aux forces internes de la Terre et que ces déformations se
traduisent par le découpage de la lithosphère en un certain nombre de
plaques rigides qui bougent les unes par rapport aux autres en glissant
sur l’asthénosphère (manteau supérieur).
Les différentes plaques lithosphériques d’épaisseur variable sont :
constituées de matériaux rigides ;
limitées par des frontières présentant une activité sismique due aux
mouvements relatifs entre les plaques :
– frontières en divergence à activité sismique superficielle : les dor-
sales océaniques sont des reliefs symétriques dont la crête axiale est
Question
Exercice 3
Document 2
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Séquence 2 – SN02
en général située à 2500 m sous le niveau de la mer. Leurs flancs des-
cendent en pente douce de part et d’autre de cette crête jusqu’aux
plaines abyssales (dorsale médio-atlantique, pacifique...),
– frontières en convergence à activité sismique superficielle,
moyenne et profonde :
 zones de subduction caractérisées par la présence d’une fosse
océanique (jusqu’à – 11 000 m). Au-delà, la fosse est bordée de
reliefs plus ou moins marqués : chaînes de montagnes avec des
volcans (Chili…), ou chapelet d’îles volcaniques formant un arc
(Japon...),
 zone de collision caractérisées par la présence de chaînes de
montagnes élevées (Alpes, Himalaya),
– frontières en coulissage à activité sismique importante (plaques
rigides se déplaçant sur une surface sphérique) : les failles trans-
formantes segmentent les dorsales en tronçons ; elles relient aussi
deux frontières divergentes : faille de San Andreas entre la dorsale
de Juan de Fuca et la dorsale est-pacifique ;
peu déformables autrement : il n’y a pas ou peu de séismes intra-
plaques.
À l’aide des données fournies dans le texte, annoter de la façon la plus
complète possible le document fourni.
ABC
ED
L’expansion océanique : l’étude des anomalies magnétiques
Le modèle de la tectonique globale (ou tectonique des plaques) prévoit
que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la
dorsale.
Mettre en relation les informations fournies par les deux documents pour
justifier, à l’aide de connaissances acquises en 1re S, la reconstitution
proposée de la position des continents il y a 148 Ma.
Question
Le schéma doit comporter un titre et des légendes présentées de façon claire.
Si un code (couleurs, figurés, flèches) est utilisé, sa signification doit être fournie.
L’ensemble doit être facilement mémorisable c’est-à-dire facile à lire.
Aide
Document 3
Exercice 4
Question
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