Les plaques tectoniques divergent au niveau des dorsales

1°S
TP 4.4 : PRODUCTION DE MAGMA A LA DORSALE OCEANIQUE
Les plaques tectoniques divergent au niveau des dorsales océaniques : les plaques s‘écartent par étirement.
L’axe de la dorsale, effondré par rapport aux à ses bordures, est lieu d’épanchement du magma basaltique.
On cherche à comprendre l’origine de ce magma basaltique au niveau de l’axe de la dorsale océanique.
Un magma se forme dans un milieu chaud à condition que la pression n’empêche pas la fusion :
L’étude du contexte géophysique de la dorsale caractérise la pression et la température : Morphologie de la dorsale
Géothermes dans la lithosphère
La fusion de la péridotite s’effectue partiellement sous la dorsale :
Fusion partielle,
Fusion à la dorsale
Le magma à composition basaltique résulte de la fusion d’une partie de la péridotite :
Formation du magma
COMPTE RENDU

MONTRER LA BAISSE DE PRESSION ET L’AUGMENTATION DE CHALEUR A LA DORSALE ATLANTIQUE :
Schématiser les failles normales / ouvertes, les lieux de séisme, les traces de volcanisme, les geysers, en Islande.
Représenter graphiquement les géothermes de la lithosphère.
Par un court texte, montrer que le contexte géophysique de la dorsale est « le plus favorable de la lithosphère à la
fusion » des roches.

EXPLIQUER LA FORMATION DU MAGMA BASALTIQUE ISSU DE LA FUSION PARTIELLE DE LA PERIDOTITE
Représenter graphiquement les solidus et liquidus de la péridotite avec le géotherme de dorsale.
En déduire graphiquement le pourcentage et la profondeur de fusion sous les dorsales
Représenter en LEGOS, la formation de magma lors d’une fusion partielle de 20% d’un solide composé de 3 minéraux.
Schématiser cette construction et expliquer en texte court la formation du magma basaltique.
MORPHOLOGIE DE LA DORSALE
retour
DORSALE ATLANTIQUE AUX AÇORES : Profil sismique au niveau de la dorsale médio-atlantique
Axe de la dorsale
Volcan sous-marin : Lucky Strike
Faille normale
http://www.insu.cnrs.fr/r408,graviluck.html
150
0
prof. (m)
350
0
550
0
18,75 km
EXTENSION DANS LA PLAQUE PACIFIQUE
Visualiser un modèle d’extension aux dorsales :
http://www.didiersvt.com/cd_1s/medias/c4/extension/exten1.htm
Visualiser le fonctionnement d’une dorsale :
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/01_extensi
on/01_terrain/img/grandes/06a/06a.htm
Sismicité dans l’atlantique
Origine des séismes dans la dorsale
Animation sur les failles normales et inverses :
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/guchereau/faille/faille2.htm
DORSALE ATLANTIQUE EN ISLANDE
Ouvrir le lien sur la zone de distension en Islande : choisir une diapo, l’enregistrer, la schématiser avec MESURIM.
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/01_extension/01_terrain/img/grandes/05a/02a.htm
Légender les témoins d’une baisse de pression et d’une augmentation de température de cette zone d’extension..
MESURIM :
retour.
Ouvrir la photo sélectionnée dans mesurim
augmenter le zoom et ouvrir schéma dans outils
Image
Zoom
Augmenter
Tracer les contours souhaités sur la photo :
Choix du tracé
ou du
remplissage
Grosseur du trait
Choix de la
couleur du trait ou
du remplissage
le trait se marque sur la copie de droite
GEOTHERMES
retour
Les mesures de température, déduites de la sismique, sont déterminées pour différents zones de la lithosphère :
sous les dorsales, sous la lithosphère océanique, sous la lithosphère continentale, sous la fosse océanique.
La construction graphique des géothermes permet
géothermes en degrés
de comparer les élévations de température en
profondeur et de déterminer les zones les plus
chaudes de la lithosphère.
dorsale
croûte océanique
manteau sup
1300°C
péridotites
LVZ
1500°C
profondeur KM
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
-110
-120
-130
-140
-150
-160
-170
-180
-190
-200
dorsale
100
900
1270
1330
1345
1355
1370
1380
1395
1410
1420
1430
1440
1450
1460
1475
1490
1505
1520
1535
1550
océan
0
350
600
800
940
1055
1150
1220
1260
1290
1315
1340
1360
1380
1400
1420
1440
1455
1470
1490
1510
continent
10
180
320
420
520
600
680
750
820
880
950
1000
1050
1100
1145
1180
1215
1250
1280
1310
1340
fosse
0
25
50
75
100
135
175
210
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
FUSION PARTIELLE DE LA PERIDOTITE
profondeur KM
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
-110
-120
-130
-140
-150
-160
-170
-180
-190
-200
péridotite non
hydratée
solidus
liquidus
1200
1830
1840
1225
1250
1850
1275
1860
1300
1870
1325
1880
1350
1890
1375
1900
1400
1910
1425
1920
1450
1930
1475
1940
1500
1950
1525
1960
1550
1970
1575
1980
1600
1990
1625
2000
1650
2010
1675
2020
1700
2030
retour
fusion de 3 %
roche mère du magma
fusion de 6 %
fusion de 12 %
roche résiduelle
TEMPERATURE
fusion de 24 %
gouttes de liquide
magmatique
FUSION PARTIELLE A LA DORSALE
retour
1000
0
2000
3000
T°C
1000
0
2000
0
solide
T° °C
Liquide
Liquide
+ solide
2,5
Solide
80
Liquide
+
Solide
80
Liquide
2,5
5
géotherme continental
moyen
géotherme océanique moyen
géotherme sous une dorsale
solidus
Solidus sec de la péridotite
160
7,5
5
Liquidus
P (Gpa)
Géotherme de dorsale
(GPa)
Remontée de l’asthénosphère à la dorsale.
Pression
240
Profondeur
(km)
zone de fusion
7,5
liquidus
20%
160
15%
% de
10% fusion
5%
240
Km
FORMATION DU MAGMA
retour
La fusion partielle de la péridotite produit :
 un liquide basaltique qui monte vers la surface et s’accumule dans la chambre magmatique sous l’axe de la dorsale.
 un résidu de péridotite solide qui se refroidit lors de son éloignement de l’axe de la dorsale.
3: basalte issu de 2
d
1: péridotite source solide
minéraux cristallisés)
2: péridotite source en partie
fondue
e
f
c
Verre, microlithes et
phénocristaux structure
hémicristalline
a
b
minéraux a, b et c- structure
holocristalline
liquide magmatique entre
cristaux
4: péridotite résiduelle issue de
2
structure holocristalline
Utiliser des LEGOS pour représenter une fusion partielle de la péridotite produisant magma et péridotite résiduelle.
On choisit 20% de fusion d’une roche constituée de 3 minéraux : S à 40%, A à 10%, FM à 50%.
A est très fusible = entre en fusion très tôt,
S : assez fusible,
MF : peu fusible = fond difficilement.
SCHEMATISATION DE LA FUSION DU MANTEAU SUITE A SA REMONTEE DANS LE CONTEXTE DE DORSALE
SEDIMENTS
BASALTES
KM
0
2
5
T
e
m
p
é
r
a
t
u
r
e
GABBROS
P
R
E
S
S
I
O
N
fusion de 15 %
8-10
fusion de 6 %
fusion de 3 %
REMONTEE DU
MANTEAU
PERIDOTITES
APPAUVRIES
MOHO