Correction TP13 : A LA RECHERCHE DE L`OCEAN DISPARU

THEME 1B : LES CONTINENTS ET LEUR DYNAMIQUE
Correction TP13 : A LA RECHERCHE DE L’OCEAN DISPARU
Le scénario hypothétique de la formation d’une chaîne de montagnes comme les Alpes implique la disparition d’un océan par
subduction et collision, dans un contexte de convergence.
QUELLES SONT LES ETAPES DE LA FORMATION DES ALPES ?
I. LE SCENARIO HYPOTHETIQUE DE DEPART
1. Observer le document « Pour commencer ».
Hypothèse : le scénario hypothétique à
valider présente la formation de l’océan
Téthys (1) qui a ensuite disparu par
subduction (2) puis collision (3). Pour
valider ce scénario, il faut retrouver sur
le terrain des éléments permettant d'en
valider les 3 étapes.
2. Envisager les conséquences vérifiables de ce scénario :
Si l'hypothèse est juste, alors on devrait trouver sur le terrain :
- Des traces de fracturation d’un continent = formation d’un océan avec des marges passives.
- Des traces d’une divergence et de la formation d’un océan = lithosphère océanique transformée par l’eau + sédiments
1
dessus (contenant des fossiles marins).
- Des traces d’une convergence avec subduction = lithosphère océanique ayant subi un métamorphisme de haute
2 pression (enfouissement en profondeur), basse température (croûte océanique froide).
- Des traces d’une collision dans un contexte de convergence = déformations des roches par des forces de compression
3 (plis, failles, nappes de charriage).
3. Grâce à une sortie virtuelle dans les Alpes dans Google Earth, examinons plusieurs affleurements et les roches qui
sont associées pour essayer de valider le scénario.
Aide : Fichier sortie_virtuelle_alpes.kmz ; Fiche technique de Google Earth.
II. ARRET N°1 : ETUDE D’UN AFFLEUREMENT AU NIVEAU DU MASSIF DU CHENAILLE
On trouve, au niveau du Chenaillet, des affleurements d'un "complexe ophiolitique" ou ophiolites. Le
terme d'ophiolites, du grec "ophis" qui veut dire "serpent", se rapporte non pas à une roche, mais à une
association de 3 roches présentes notamment au Chenaillet, que l'on notera A, B et C.
4.
Déterminer la nature de la roche A (située au sommet), ainsi que les conditions de sa formation.
Roche A = basaltes en coussins (pillow-lavas),
résultant d’un refroidissement rapide d’un magma
sous l’eau, au niveau d’une dorsale.
5.
Donner un nom à la roche B (arête ouest) et indiquer le trajet Pression/Température suivi par la roche dans le
diagramme de la page 3.
Roche B = métagabbros (ou gabbro plus ou moins métamorphisé).
 Métagabbro peu métamorphisé : présence d’amphibole (Hornblende Hb) qui se
forme à partir de pyroxène (Cpx), de plagioclase (Pl) et d’eau.

Métagabbro plus métamorphisé :
formation d’actinote (Ac) et chlorite (Ch) à
partir d’amphibole (Hb), de plagioclase (Pl)
et d’eau.
6.
Indiquer si la roche B peut représenter de la croûte océanique entrée en subduction ou seulement de la croûte
océanique qui s’est éloignée de la dorsale en se refroidissant et s’hydratant. Justifier la réponse.
Le métagabbro provient de la transformation à l’état solide du gabbro, roche magmatique de la
croûte océanique formée au niveau de la dorsale par accrétion. Au fur et à mesure que la croûte
océanique s’éloigne de part et d’autre de la dorsale (divergence), elle se refroidit et s’hydrate au
contact de l’eau de mer : elle subit un métamorphisme qui transforme certains de ses minéraux en
Amphibole puis en Chlorite et Actinote.
7.
Déterminer le nom, l'origine et les caractéristiques de la roche C située à la base du massif.
 Serpentinite = péridotite métamorphisée contenant un minéral nouveau (la
serpentine) formé à partir d’olivine, de pyroxène et d’eau.
La serpentinite provient de la péridotite du manteau supérieur métamorphisée
au contact de l’eau.
8.
Déterminer quelle étape du scénario hypothétique est validé par la présence de ces ophiolites au niveau du
Chenaillet. Justifier.
La première étape (formation de l’océan Thétys) est attestée par la présence dans les Alpes
d’ophiolites, des roches de la lithosphère océanique (basaltes en coussins, gabbros, péridotites) dont
certaines ont subi en refroidissant un métamorphisme de surface (basse pression + adjonction d’eau
de mer) : métagabbros à amphibole, à chlorite, à actinote, serpentinites.
9.
Une autre roche est observée au niveau du Chenaillet, sous la cabane des douaniers. Même question.
Aide : livre p.148 et 149
 Roches siliceuses (radiolarites) et calcaires : roches sédimentaires
formées par l’accumulation de coquilles et tests d’animaux planctoniques.
Preuve supplémentaire de la présence d’un plancher océanique dans les
Alpes.
III. ARRETS 2 ET 3 : ETUDE D’UN AFFLEUREMENT AU NIVEAU DU MONT VISO OU A CHATEAU-QUEYRAS
On trouve d'autres affleurements d'ophiolites, notamment au niveau du Mont Viso (ou à Château-Queyras dans le cours
d’eau provenant du Mont Viso). Ces ophiolites sont constituées des mêmes roches A, B et C, mais les associations
minéralogiques trouvées dans ces roches ne sont pas les mêmes qu'au niveau du Massif du Chenaillet.
10. Déterminer les conditions de pression et de température par lesquelles sont passées ces roches. Justifier votre
réponse en complétant par un trajet le diagramme Pression/Température de la page 3.
 Basalte métamorphisé en éclogite à grenat.
Le grenat est un minéral qui se forme à partir de glaucophane et plagioclase,
avec départ d’eau.
 Métagabbros à glaucophane. Le glaucophane se forme à partir de
plagioclase et de chlorite et d’actinote, avec départ d’eau.
Ces transformations minéralogiques sont caractéristiques d’une
forte élévation de la pression et de températures qui augmentent
peu (métamorphisme HP-BT).
11. Déterminer quelle étape du scénario hypothétique est validé par la présence de ces ophiolites au niveau du Mont
Viso. Justifier.
Aide : livre p.152 et 153
2ème
La
étape du scénario (subduction) est attestée par la présence de roches du plancher océanique ayant
subi un métamorphisme (métagabbros à chlorite et actinote métagabbros à glaucophaneéclogites à
grenat) de haute pression (enfouissement de la plaque plongeante) et basse température (plaque
plongeante froide).
IV. ARRET N°4 : ETUDE D’UN AFFLEUREMENT AU NIVEAU DES MASSIFS DU ROCHAIL ET DE TAILLEFER
On trouve la présence à l’ouest du Chenaillet de blocs basculés particuliers.
12. Apporter la preuve de l'existence d'une marge continentale passive à l'Ouest du Chenaillet.
On observe des blocs basculés, résultats de mouvements d’affaissement du socle primaire le long de failles
normales (extension). On peut également voir sur ce socle une sédimentation caractéristique avec des
dépôts qui se sont faits avant (pré-rift), pendant (syn-rift) et après (post-rift) le basculement.
13. Déterminer quelle étape du scénario hypothétique est validé par la présence de ces blocs basculés. Justifier.
Aide : livre p.150 et 151
C’est à nouveau l’étape 1 (ouverture d’un océan Thétys) qui est validée avec la présence dans les Alpes de
blocs basculés caractéristique d’une marge passive (transition croûte continentale – croûte océanique).
V. ARRET N°5 : ETUDE D’AUTRES AFFLEUREMENTS ALPINS
A d’autres endroits dans le massif alpin on trouve des indices tectoniques particuliers.
14. Déterminer quelle étape du scénario hypothétique est validé par la présence de ces indices structuraux. Justifier.
Aide : livre p.158 et 159
 Calcaires plissés (roches sédimentaires déposées à l’origine en
couches horizontales au fond d’un océan).
Cette image atteste d’une collision (étape 3) qui a déformé les terrains.
15. Déterminer si le scénario hypothétique de départ se trouve entièrement validé. OUI
16. Compléter le schéma-bilan ci-dessous et sa légende :
1 : Lithosphère continentale.
L'histoire d’une chaine de montagnes, de l'ouverture
océanique à la collision continentale
1
2
étirement de la lithosphère
continentale qui se déchire : failles
normales, blocs basculés qui forment un
fossé d’effondrement = rift
2:
3 : Accrétion au niveau de la dorsale :
formation de lithosphère océanique qui
s’écarte de de part et d’autre de la
dorsale. L’océan s’agrandit.
3
Convergence de 2 lithosphères
océaniques avec subduction de l’une
sous l’autre. Fermeture de l’océan.
5
4:
4
5 : Fin
subduction. Collision des 2
lithosphères continentales avec des
morceaux de lithosphère océanique
charriés en altitude.