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1ère S, SVT, 05-06 1/1
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1. rappels et pose du problème
Les données de géothermie indiquent une remontée thermique au niveau des dorsales océaniques. Ceci
correspond à une remontée de l’asthénosphère.
Comment cette remontée asthénosphérique peut-elle expliquer la formation de la lithosphère océanique au
niveau des dorsales ?
2. les roches de la lithosphère océanique
Question 1 : rappeler à l’aide d’un schéma très simple la structure de la lithosphère océanique.
Vous disposez du matériel suivant :
- basalte : échantillon + lame mince - gabbro : échantillon + lame mince
- fiche de reconnaissance des minéraux
Question 2 : quels sont les principaux cristaux identifiables ?
Question 3 : comparer les structures de ces deux roches.
3. la cristallisation du magma
La remontée du manteau asthénosphérique à l’aplomb des dorsales est à l’origine de la formation d’un magma.
On peut chercher à comprendre comment ce magma peut donner naissances à deux roches différentes, comme le
basalte et le gabbro.
Réaliser l’expérience suivante :
- déposer à l’aide d’un scalpel un peu de poudre de vanilline (un arôme de synthèse composé d’une
molécule organique) sur une lame ; recouvrir d’une lamelle ;
- chauffer la lame, tenue par une pince en bois ; retirer dès que la fusion de la vanilline est réalisée ;
- placer la lame sous l’objectif du microscope ; observer après avoir attendu environ 5 minutes ;
- réaliser à nouveau la même expérience, mais cette fois-ci en faisant refroidir lentement la lame de
vanilline fondue sur de la glace ; observer après 5 minutes environ.
Question 4 : qu’observe-t-on ?
Question 5 : quelle hypothèse peut-on émettre sur la genèse du basalte et du gabbro ?
4. formation du magma à l’aplomb des dorsales
La remontée du manteau asthénosphérique à l’aplomb des dorsales est à l’origine de la formation d’un magma.
Le graphique en annexe présente le diagramme de phase de la péridotite :
Il a été obtenu expérimentalement en soumettant à des échantillons de péridotites à des températures et des
pressions variables. L’objectif est de noter pour chaque couple de température et de pression l’état de la
péridotite (solide ou liquide). On détermine ainsi 3 domaines A, B et C, séparés par 2 droites : le solidus et le
liquidus. Le solidus représente le début de fusion de la roche initialement solide tandis que le liquidus
représente le début de solidification de la roche initialement liquide.
Question 4 : Compléter la légende : dans chaque cadre, écrire la lettre (A, B ou C) de la zone où la péridotite est
solide, fondue, ou partiellement fondue.
Le géotherme correspond à l’évolution de la température de l’intérieur de la Terre en fonction de la profondeur.
On peut déterminer ces valeurs en étudiant la vitesse des ondes sismiques. Les géothermes mesurés au niveau
d’une dorsale et au niveau d’une plaine abyssale (donc loin des dorsales) sont présentés sur le diagramme de
phase de la péridotite.
Question 5 : Au niveau des plaines abyssales, la péridotite peut-elle fondre ? (justifier)
Question 6 : On suppose une péridotite se trouvant à l’origine à plus de 160 Km de profondeur, juste sous la
dorsale, et qui serait remontée grâce à un courant de convection ascendant. Que va-t-il lui arriver ?
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Expérimentalement, on réalise la fusion d’une péridotite. Le tableau suivant donne les compositions de la
péridotite utilisée, du magma obtenu pour des fusions plus ou moins importantes de la péridotite, et d’un basalte
émis au niveau d’une dorsale.
(remarque : les compositions sont données en oxydes des divers éléments chimiques des roches)
Composition chimique exprimée en poids d'oxydes
% de fusion
Oxydes
péridotite-mère utilisée lors de
l'expérience 5% 15% 20% 25% 30% 40%
basalte de
dorsale
SiO2 44,9 47 48 48,6 50,1 50,5 51,6 48
Al2O3 3,2 15,7 13,2 12,8 11,8 10,5 7,8 14,3
Fe2O3 8,6 13,9 12,1 8,9 8,3 8,9 11 11
MgO 40 10,4 12 15,4 18,8 19,2 23,9 12
CaO 3 9,2 12,6 13,2 10,1 9,9 7,4 12
Na2O 0,2 2,6 1,5 1,1 0,8 0,9 0,8 2,2
K2O 0,1 1,2 0,6 0,1 0,1 0,1 0,1 0,5
Question 7 : Quel semble être le taux de fusion partielle conduisant à un magma de composition chimique la
plus proche du basalte ?
Î ce taux de fusion doit donc correspondre au taux de fusion du manteau supérieur à l’aplomb de la dorsale.
ANNEXE : Diagramme de phases de la péridotite
Trait continu : géotherme au niveau des plaines abyssales
Trait pointillé : géotherme au niveau de la dorsale
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