Activité 13 Thème 2 Renouvellement Lithosphère océanique

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Document 1 : La tomographie sismique
La tomographie sismique est une méthode géophysique utilisant l'enregistrement de l'arrivée des ondes
sismiques émises lors de tremblements de terre et dont l'interprétation des temps d'arrivée les uns
relativement aux autres et en différents lieux, permet de remonter aux variations spatiales des vitesses de
propagation de ces ondes à l’intérieur du globe terrestre. Les modèles tridimensionnels de vitesses
d'ondes ou d'anomalies de vitesse par rapport au modèle radial de 1
er
ordre (modèle PREM) peuvent
être interprétés en termes de variations de température locale au sein des unités terrestres, ou en termes
de variation de composition chimique ou minéralogique des matériaux. Son utilisation principale est la
réalisation de la cartographie des hétérogénéités du manteau terrestre, très utile pour établir des liens
entre les déplacements lithosphériques, interprétés dans le cadre de la tectonique des plaques, et la
convection mantellique.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tomographie_sismique
La tomographie sismique permet d’obtenir des coupes virtuelles du globe terrestre en mesurant la
vitesse de propagation des ondes sismiques en profondeur : les zones où la vitesse des ondes mesurée est
inférieure à la vitesse moyenne sont considérées comme plus chaudes, les zones où la vitesse des ondes mesurée est supérieure à la vitesse moyenne sont
considérées comme plus froides.
D’après Manuel de SVT, Bordas, 2007
Activité 13 : Le renouvellement de la lithosphère océanique
Thème 1B
Compétences travaillées
Notions à construire
En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les
zones de subduction et produite dans les dorsales.
La divergence des plaques de part et d’autre de la dorsale permet la
mise en place d’une lithosphère nouvelle à partir de matériaux
d’origine mantélique.
Dans les zones de subduction, les matériaux de la vieille lithosphère
océanique s’incorporent au manteau.
Objectifs et mots clés. Il s’agit de construire une représentation
graphique synthétique du modèle global et de fournir aux élèves les
données essentielles sur le fonctionnement d’une dorsale type.
Capacités
 Observer
 Recenser, extraire les informations
 Raisonner avec rigueur
 Modéliser
 Percevoir la différence entre réalité et
simulation
Attitudes
 Manifester sens de l’observation,
curiosité, esprit critique
 Faire preuve d’autonomie

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Document 2 : Tomographies sismiques au niveau des fosses d’Amérique centrale, du Japon, des Tonga, de la mer Egée

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Document 3 : Tomographies sismiques au niveau de l’Islande (gauche) et du Pacifique Est/Amérique du Sud (droite)

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Document 4 : Profils sismiques
Marges passives de l’Océan Atlantique (Golfe de Gascogne en France)
Dorsale médio Atlantique

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Document 5 : Un rift actuel (http://www.ipgp.fr/~sicilia/Chap1.pdf)
La dépression de l'Afar se situe dans la Corne de l'Afrique, au Sud de la mer Rouge. Comme son nom le laisse entendre, la majeure partie du site a une
topographie peu élevée, voire réside à une altitude inférieure à celle du niveau de la mer. Grâce à une vue prise satellitale, on s'aperçoit que s'il n'y avait
pas la parcelle d'eau qui les sépare, la péninsule arabique pourrait s'emboîter dans l'Afrique, de la même manière que l'Amérique du Sud y trouverait son
encastrement du coté opposé. Cependant, en y regardant de plus près, on remarque une sorte d'excroissance du continent africain, au niveau du Yémen,
qui l'empêche de coïncider parfaitement avec l’Arabie. Cette région à géométrie triangulaire, surplombée par des hauts plateaux, est ce que l'on nomme la
dépression de l'Afar. C'est également un des déserts les plus chauds de la Terre qui couvre principalement l'Ethiopie, mais aussi le Sud de l'Erythrée et une
partie de la Somalie.
La sécheresse, mêlée à l'intense activité volcanique et sismique sculptent le paysage de façon spectaculaire depuis près de 30 Ma. De surcroît, l'absence de
végétation facilite la découverte de cet endroit unique au monde, ou tout ce qui se déroule normalement à plusieurs kilomètres de profondeur est ici
expose à la surface. Les scientifiques ont ainsi le privilège de lire l'histoire de la Terre comme dans un gigantesque livre ouvert de géologie.
Fichier Google Earth disponible : Afar.kmz
Document 6 L’océanisation http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/01_extension/01_terrain/06a.htm
Failles et volcanisme marquent les paysages des continents soumis à une extension. L’Est africain et l’Islande correspondent à différents stades de ce
processus qui, lorsqu’il se poursuit pendant des millions d’années, ouvre des océans comme l’Atlantique et le Pacifique.
À ce stade évolué, des « dorsales » sous marines sont en pleine activité volcanique et créent sans cesse de nouveaux fonds océaniques (océanisation).
Les dorsales, généralement situées à 2500 mètres environ sous la surface de la mer, sont un système de montagnes volcaniques sous-marines d’environ
64.000 kilomètres de long où sont fabriqués chaque année 17 km3 de nouvelle croûte océanique.
La croûte continentale étirée par les mouvements de divergence des plaques peut, après la phase rift continental (Afrique) » être totalement amincie.
Les roches du manteau supérieur subissent une diminution de pression au droit de l’amincissement. Ceci facilite la fusion d’une partie de ces roches
chaudes (fusion partielle).
Le magma ainsi formé se rassemble ; plus léger, il tend à monter dans les fissures et va s’épancher en surface.
Le magma, produit par la fusion partielle du manteau, est injecté par un grand nombre de dykes basaltiques dans la croûte continentale granitique,
maintenant amincie et étirée. Ce mélange granite-basalte s'appelle la croûte de transition (principalement parce que la vitesse des ondes séismiques
(tremblement de terre) s’y propageant est intermédiaire entre celle qui caractérise le granite (plus lente) et celle qui caractérise le basalte (plus rapide).
Leur altitude est négative et l’eau de mer envahit la région : un océan naît, les continents se séparent, deux plaques sont individualisées.
L’extension se poursuivant, la croûte océanique se fissure régulièrement. Le magma qui parvient ainsi au contact de l’eau de mer prend des formes de
coussins (pillow-lavas en anglais) en raison des pressions d’eau régnant en profondeur.
Les roches volcaniques consolidées s’écartent de chaque côté de la dorsale ce qui laisse la place à de nouvelles arrivées de laves qui forment de nouvelles
roches volcaniques, plus jeunes. Les anciens bords du Rift s’éloignent, toujours remplacés par de nouveaux
C'est ce magma, refroidi, cristallisé, qui formera la nouvelle croûte océanique de part et d'autre d'une dorsale d’abord embryonnaire comme celle qui ouvre
la Mer Rouge.