CONVERGENCE ET COLLISION CONTINENTALE

1ère partie de l’épreuve
Dossier.
CONVERGENCE ET COLLISION
CONTINENTALE
CONVERGENCE ET COLLISION CONTINENTALE
Niveau: Terminale S
Extrait du programme:
Documents:
Document 1:
Carte des anomalies de Bouguer de la France
au 10-6 (Source: BRGM).
Document 2:
Profil ECORS à travers les Alpes et carte
géologique de la France au 10-6 associée.
Document 3:
Carte mondiale des précipitations annuelles et
détail en Asie (Inde, Chine)
Document 4– support concret:
- Lame mince de schiste bleu - Queyras
- Eclogite – Val d’Aoste
- Carte France au 10-6 pour localisation
Document 1:
Carte des anomalies de Bouguer de la France au 10-6 (Source: BRGM).
Document 1: interprétations
Interprétation scientifique (niveau Master)
Anomalies de Bouguer :
- Anomalie à l’air libre corrigé des reliefs.
- Les anomalies négatives montrent la présence d’un déficit de masse en profondeur, ie
une racine crustale
- Les anomalies positives montrent la présence d’un excès de masse en profondeur, cad
une remontée de manteau.
Dans les zones de collision récentes de la France, deux zones bleues : Alpes et les Pyrénées.
Les Pyrénées sont un cas de convergence à part, donc on se concentre sur les Alpes.
- Présence d’une racine crustale importante sous les Alpes = Epaississement crustal..
- Présence d’une remontée de manteau sous la zone d’Ivrée = Amincissement crustal
(témoin de l’ouverture de l’océan Alpin : paléo-marge africaine).
Conclusion : Epaississement crustal par empilement de nappes crustales lors de la collision.
Didactisation du document et utilisation en classe de TS
Programme de TS : « Les marges passives sont déformées et témoignent de la collision
continentale. La convergence est ici absorbée par la déformation des marges qui se
raccourcissent et s’épaississent, conduisant à la formation d’une chaîne de montagnes. Les
conséquences les plus visibles du raccourcissement et de l’épaississement de la croûte
continentale sont :
- une topographie particulière (des reliefs élevés associés à une racine crustale)
- des plis, des failles et des charriages. »
Document qui rentre dans le programme : document d’appel pour illustrer la racine crustale.
Est-ce que la gravimétrie est au programme ?
Document 2 :
Profil ECORS à travers les Alpes et carte géologique de la France au 10-6 associée.
Document 2: interprétations
Interprétation scientifique (niveau Master)
Le réflecteur le plus profond correspond au au MOHO et le réflecteur crustal principal au
Front Pennique, qui affleure en surface sous la forme d’un chevauchement majeur qui sépare
les domaines interne et externe. On observe que les 2 réflecteurs sont pentés vers le SE,
traduisant un épaississement important des zones internes (Moho à 60 = 2x30 km). On peut
discuter le fait que le chevauchement de la partie supérieure de la croûte le long du FP amène
à un doublement de l’épaisseur de la croûte continentale.
Par contre, au niveau du massif des bornes (massif subalpin), on voit que la déformation est
typique d’une tectonique de couverture.
Conclusion: Epaississement des chaîne de montagne par le mécanisme d’empilement de
nappes crustales.
Didactisation du document et utilisation en classe de TS
Programme de TS : « Mise en évidence de l’épaississement à partir de l’analyse de profils
sismiques levés au travers de chaînes de montagnes ».
Cette coupe peut être analysée comme support d’activité. Prendre peut-être un profil brut de
meilleure qualité, et demander aux élève de retrouver le Moho (en base de croûte à 60km) et
le chevauchement majeur qui met en contact deux écailles de croûte en de 30km d’épaisseur.
Document 3
Carte mondiale des précipitations annuelles et détail en Asie (Inde, Chine)
Document 3: interprétations
Interprétation scientifique (niveau Master)
1) carte mondiale
Sur la carte mondiale, on peut voir que les chaînes de montagne agissent souvent comme des
barrières:
- les Andes: pluviométrie importante à l’ouest, sec à l’est
- les Rocheuses: idem
- Les Alpes occidentales: on ne voit pas sur la carte, mais c’est aussi le cas
- L’Himalaya: pluviométrie importante au Sud, et sec au Nord.
2) détail de la région Inde-Asie
Lors des moussons:
- Inde: toutes les pluies sont concentrées au Sud de la chaîne – très très humide
- Ladakh (nord-ouest de l’Inde): gradient important humide – sec: on franchit la haute
chaîne
- Népal : on ne voit pas sur la carte, mais il existe aussi ce gradient
- Tibet (Chine) : pluviométrie très faible : les masses d’air humides ne franchissement
pas la haute chaîne.
Conclusion : effet de Foën : les masses d’air chaudes et chargées en eau, en arrivant sur les
montagnes, montent, se refroidissent et se condensent. Les pluies tombent sur le front de la
chaîne de montagne et l’air qui franchit la chaîne est sec.
Didactisation du document et utilisation en classe de TS
Programme de TS : pas de mention explicite au programme, mais érosion à traiter.
Document d’appel possible pour parler des mécanismes d’érosion des chaînes de montagne.
Document 4 – support concret.
- Carte métamorphique des Alpes (Agard et Lemoine)
Document 4 – support concret (suite) :
- Echantillon 1:
- Echantillon 2:
Document 4: interprétations
Interprétation scientifique (niveau Master)
1) échantillon 1
Minéraux bleus, pléochroïques, à sections à angle à 120°, échantillonné dans le Queyras =
amphibole sodique = glaucophane.
Roche encaissante: phengite, minéraux à fort relief (??): métaspélite = schiste métamorphisé
dans le faciès Schiste Bleus.
2) échantillon 2
Roche verte à points rouges, dense, échantillonnée dans le val d’Aoste (proximité du massif
cristallin interne du Mont Rose) = éclogite
Minéraux verts = Omphacite (pôle jadéite), minéraux rouges = grenats, couronnes noires =
rétromorphose en glaucophane, minéraux blancs = phengite.
Conclusion: roches témoin d’un gradient métamorphique de type HP-BT = subduction.
Reliques de la subduction de l’océan Alpin sous l’Apulie pendant la convergence alpine.
Subduction de la croûte océanique, et remontée des roches pendant la collision. Mécanismes
d’exhumation à proposer (coin de manteau, écailles, etc.).
Didactisation du document et utilisation en classe de TS
Programme de TS : « Observation des minéraux et des structures minérales témoignant de
transformations minéralogiques dans les métabasaltes ou métagabbros de la croûte océanique
subduite : minéraux typiques des zones de subduction (glaucophane, grenat, jadéite).
Utilisation de grilles pétrogénétiques pour retrouver les conditions d’apparition de ces
minéraux. »
Typiquement dans le programme subduction, et permet de faire la transition avec les chaînes
de montagne. Dans le cadre d’une activité, ajouter un diagramme P-T pour replacer ces
roches, et déterminer le gradient géothermique faible des zones de subduction.