G05 fosse tonga - Sciences et cetera

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Tectonique des plaques
G05
La fosse des Tonga
À partir de l’exploitation des documents 1 à 6, localiser, au sein du manteau, une
discontinuité physique permettant le déplacement latéral de ce qui est au dessus par
rapport à ce qui est au dessous.
Grâce au paléomagnétisme, on a pu valider le modèle de l’expansion océanique. Le volume de la planète étant constant, si de
la croûte océanique est formée au niveau de la dorsale, de la croûte océanique doit « disparaitre » à un endroit du globe.
La croûte océanique, formée de basaltes et de gabbros qui ont une composition chimique voisine, est solide et a une épaisseur
d'environ 10 km. Au dessous, le manteau est entièrement formé de péridotites, elles aussi à l'état solide. Cela semble
incompatible avec le mobilisme
On recherche s'il existe, au sein du manteau, une une discontinuité physique permettant un déplacement horizontal.
Critères de réussite
Document 1 complet avec titre et légendes complètes.
Commentaire explicatif.
Devoir correctement rédigé
Localisation de la fosse des tonga
Localisation de la zone étudiée

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Localisation de la fosse des tonga
Localisation de la zone étudiée

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Document 1 : Répartition des foyers sismiques le long de la fosse des Tonga
À l'aide du logiciel Tectoglob (voir la fiche technique), localiser la zone étudiée, afficher les volcans
et les séismes puis réaliser une coupe de Suva à Niue passant par Vava’u (placer le point 1 à
l’ouest de l’île Fidji et le point 2 à l’est de l’île Niue). Enregistrer le document obtenu dans dropbox /
M Pignel / 1S2
Document 2 :Vitesse de propagation des ondes sismiques niveau de la fosse des Tonga
En 1964, Jack Oliver, Bryan Isacks, et Lynn Sykes étudient les ondes P directes produites par
un séisme profond dont l'épicentre se trouve à égale distance des stations sismiques Suva
(Fidji) et Vava'u (Tonga). Ils observent que les ondes P directes parviennent 2 secondes plus
tôt à la station Vava'u qu'à la station Suva.
Compléter le document 1 de manière à localiser l'épicentre, l'hypocentre possible et le trajet
des ondes P directes observées
Document 3 :Tomographie sismique de la fosse des Tonga
3a. Méthode de mesure
1) Pendant trois mois on enregistre les temps d'arrivée des ondes P tous les 50 km dans 12 stations terrestres et
30 sismographes sous-marins localisés ci-contre sur une carte bathymétrique numérique.
2) On évalue les anomalies de vitesse des ondes sismiques (exprimées en pourcentages) aux différentes
profondeurs par rapport au modèle théorique d'un manteau homogène.
Image : www.nsf-margins.org

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3b. Résultat obtenu
Les résultats sont rasemblés sur une image en coupe de la croûte et du manteau. L'image ci-contre a été
obtenue en 1997 par le traitement d'environ 41 000 heures d'arrivée des ondes P à partir de 926
séismes.
Image : www.nsf-margins.org
Reporter les informations pertinentes du document 3b sur le document 1.
Document 4 : Vitesse des ondes sismiques en fonction de la température
Mesure réalisée dans de la pâte à
modeler à la pression
atmosphérique
La vitesse des ondes sismiques
dépend de la nature des roches
traversées (composition chimique et
minéralogique), de la pression (donc
de la profondeur) et de la
température. Une vitesse
constante traduit donc un milieu
homogène (nature des roches,
pression et température
constantes).
N.B. Les sens de variation de la
courbe est le même pour une roche
que pour de la pâte à modeler.

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Document 5: Vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur
Valeurs moyennes en
milieu océanique
Le Moho est caractérisé
par une variation nette de
vitesse des ondes
sismiques liée à un
changement de
composition chimique
entraînant un changement
de propriétés physiques
entre la croûte et le
manteau. Il se situe à
environ 10 km en milieu
océanique.
Document 6: Géothermie océanique
Valeurs moyennes en milieu
océanique
On appelle géotherme, la
courbe représentant la
température en fonction de la
profondeur (ou de la pression).
La capacité de déformation
d'une roche est liée au rapport
T/Tf où T est le température de
la roche et Tf sa température
de fusion. Plus ce rapport est
proche de 1 plus la roche est
déformable.