RESTITUTION DE CONNAISSANCES (10 points)

NOM CORRIGÉ DU CONTRÔLE DE SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE (DST N°5) -
TECTONIQUE DES PLAQUES, HISTOIRE D’UN MODÈLE
1ère S5 date :Vendredi 27.01.2017 durée : 1 heure
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1. QCM. Cochez la ou les bonne réponse. Dans chaque item, toute erreur entraîne la perte du point
entier. (2 points)
Une marge active
¨ est toujours une zone de contact entre une lithosphère océanique et une lithosphère continentale
ý est toujours le lieu d’une importante activité sismique
¨ est un lieu où les plaques lithosphériques sont en convergence
¨ est généralement localisée à la verticale d’un point chaud
Le plan de Wadachi-Bénioff
ý coïncide à sa base avec un enfoncement de l’isotherme 1200°C
¨ est un plan incliné dans lequel sont alignés les épicentres de nombreux séismes
¨ a été mis en évidence après la publication de la théorie de Harry Hess
¨ s’incline à partir d’un rift marqué par des failles profondes
2. Question de cours (6 + 2 points)
Après avoir présenté la structure du plancher océanique, expliquez les principaux mécanismes qui
permettent sa mise en place sur l’axe des dorsales océaniques. Vous exploiterez pour cela le
diagramme de phase de la lherzolite (document1), ainsi que vos connaissances.
Critères
Éléments de correction
Qualité de la synthèse
Séparation et articulation des idées entre elles
Éléments scientifiques
Structure du plancher océanique (de haut en bas):
− Sédiments marins (plus ou moins)
− Basalte en coussins
− Complexe filonien
− Gabbro
− Péridotite de type harzburgite
Reposant sur une péridotite de type lherzolite (asthénosphère)
Remontée de matériel chaud asthénosphérique→ remontée du
géotherme
Décompression de la lherzolite solide à température élevée
Le géotherme de dorsale se trouve au-delà du solidus de la
lherzolite entre 20 et 120 Km de profondeur
(tracé du géotherme de dorsale)
→ fusion partielle 15%
La fusion étant partielle, le magma est enrichi en espèces
chimiques fusibles (SiO2), apauvrie en espèces réfractaires
(MgO) : c’est un liquide de composition basaltique.
Chaud et moins dense, il remonte.
En surface, il refroidit rapidement : roche vitreuse = basalte
S’il ne peut arriver en surface, refroidissement plus lent, roche
grenue = gabbro.
En dessous, il reste le résidu non fondu de la lherzolite =
harzburgite riche en espèces réfractaires.
Qualités formelles
Tracé correct du géotherme (soin, clarté)
Orthographe et présentation

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Exemple de rédaction :
Introduction :
Le plancher (ou lithosphère) océanique est une série de roches caractéristique qui comporte
de haut en bas :
− des sédiments marins (plus ou moins)
− des basaltes en coussins
− Un complexe filonien (gabbro et filons de basalte)
− Du gabbro
− Des péridotites de type harzburgite riche en fer et magnésium
Ce plancher repose sur une péridotite de type lherzolite qui compose l’asthénosphère
ductile. Il se forme sur l’axe des dorsales, reliefs sous-marins, à l’issue de phénomènes
magmatiques. Comment le magma se forme-t-il dans ces zones ? Comment donne-t-il
naissance à cette série caractéristique ?
1. L’origine du magma
Sous les dorsale, dans l’asthénosphère, la convection mantellique fait remonter du matériel
chaud à l’état solide. Ce matériel connaît une baisse de pression importante à température
élevée. Cela se traduit par un géotherme différent du géotherme de plaine abyssale, qui
croise le solidus de la lherzolite entre 20 et 120 Km de profondeur (voir diagramme). À ces
profondeur, la péridotite va donc connaître une fusion partielle qui est d’enrion 15%. Comme
la fusion est partielle, le magma est enrichi en espèces chimiques fusibles (SiO2) et apauvri
en éléments réfractaires (MgO) par rapport à la lherzolite. C’est un magma de composition
basaltique. Comment va-t-il donner naissance au plancher océanique ?

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2. La formation de la série
Le magma, chaud et moins dense que les roches environnantes, remonte vers la surface. En
surface, il refroidit rapidement et forme une roche vitreuse, le basalte
S’il ne peut arriver en surface, il refroidit plus lentement, et produit du gabbro, roche grenue
de même composition chimique que le basalte.
En dessous du gabbro le résidu non fondu de la lherzolite s’associe à la lithosphère
océanique ; il s’agit d’une péridotite de type harzburgite riche en espèces réfractaires.
Conclusion
Nous avons vu que la fusion partielle de la péridotite donne naissance à un magma de type
basaltique. Avec le résidu non-fondu, ce magma produit au cours de sa remontée l’essentiel
de la série du plancher océanique (il s’y ajoute par la suite des sédiments marins).
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L’archipel des Îles Australes est un alignement d’îles volcaniques situé au sud de l’Océan Pacifique,
au milieu de la plaque Pacifique. À l’aide des documents 2a et 2b,du papier millimétré fourni et de vos
connaissances, montrez que l’étude de cet archipel permet de confirmer la théorie de la tectonique
des plaques et de donner les caractéristiques du mouvement de la plaque Pacifique.
L’alignement volcanique des îles australes est caractéristique d’un volcanisme
intraplaque de point chaud : un point chaud fixe produit une successions de volcans
sur le fond abyssal (4000 m de prodondeur sur la carte), donc au milieu de la plaque
océanique, au fur et à mesure de son déplacement horizontal.
Le sens de l’alignement nous renseigne sur la direction du mouvement : ici vers
l’ouest-nord ouest car c’est dans cette direction que se trouvent les volcans les plus
anciens emportés par le mouvement de la plaque.
document 2
a.
b.

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De plus, il est possible de calculer la vitesse de déplacement de la plaque : c’est la
pente de la droite « distance des volcans à MacDonald en fonction de leur âge »,
sachant de Mac-Donald est le volcan actuel qui correspond à la position du point
chaud, origine du mouvement.
Formule littérale : v=d/t
Application numérique avec un point pris sur la régression linéaire : voit graphique.
La vitesse obtenue est de 117 Km/Ma soit 11,7 cm/an. Il s’agit du mouvement de la
plaque et non de la vitesse de l’expansion océanique au niveau de la dorsale.