TP 16 – 1ière S1 – SVT – la formation de la lithosphère océanique

TP 16 – 1ière S1 – SVT – la formation de la lithosphère océanique
Nous avons vu dans le chapitre précédent que la lithosphère océanique est détruite au niveau des zones de
subduction. Cette disparition de matériaux est compensée par la production permanente d’une jeune
lithosphère océanique au niveau des dorsales.
Objectif : Comprendre les conditions permettant la production d’une jeune lithosphère océanique au
niveau d’une dorsale.
Question à résoudre : comment est produite la lithosphère océanique au niveau de la
dorsale ?
I.
Les roches de la lithosphère océanique au niveau des dorsales
Ressources : Docs 1,2,3,4 ( + TP 12)p. 82,83 + docs 4 p. 87, et docs 1,2,3 page 122.
1.La faille Véma (doc 4 p. 87 + voir doc annexe ) est une faille transformante qui décale deux
blocs de dorsale ; cette faille permet l’observation directe d’une « tranche de lithosphère
océanique ».
Après avoir rappelé brièvement les principales caractéristiques des roches de cette « tranche
de lithosphère », formulez une hypothèse pour expliquer pourquoi le basalte et le gabbro ont
la même composition minéralogique (et donc aussi la même composition chimique).
2. Elaborez le principe d’un protocole expérimental permettant d’expliquer les différences
de structure (microlitique ou grenue) de ces deux roches : basalte et gabbro (que vous avez
observées au microscope et dessinées en TP) en sachant qu’elles résultent toutes les deux de la
solidification d’un même magma quand il remonte, mais qui ne s’est pas refroidi dans les mêmes
conditions. / 2 points.
3. En classe, après accord du professeur, réalisez votre protocole avec le matériel fourni.
Présentez vos résultats sous une forme adaptée et concluez. / 4 points.
4.Montrer qu’une lithosphère océanique est en formation au niveau d’une dorsale et que
l’asthénosphère remonte à l’aplomb des dorsales.
II.
les conditions de formation du magma à l’origine de la formation de la
lithosphère océanique
On estime que les dorsales océaniques produisent environ 20 Km 2 de magma par an. Le magma est stocké
dans la chambre magmatique et il forme des roches magmatiques par solidification. Ces roches sont le
basalte et le gabbro.
A partir de diverses données, les géologues ont modélisé l’évolution de température estimée de
la Terre en fonction de la profondeur : c’est le géotherme.
On rappelle que la température caractérisant la base de la lithosphère est de 1300 °C.
Doc a : géothermes sous une dorsale
et sous une plaine abyssale.
Doc b : conditions de fusion expérimentale de
la péridotite.
1. Expliquez l’origine de la formation du magma au niveau d’une dorsale (à environ 5 km
de profondeur) à l’aide de ces documents a et b et des aides ci-dessous :
Aides :
-Décalquer les 2 géothermes du document a et les placer sur le document b. Que constatez vous ?voir
corrigé : doc 5 page 123.
- ou aussi compléter le document b en reportant le géotherme de dorsale du document a.
- axe de la dorsale : le flux géothermique est plus élève qu’au niveau d’une plaine abyssale. : il est « décalé »
car à une profondeur donnée, il fait plus chaud sous la dorsale qu’ailleurs.
- une roche solide peut fondre et donner du magma si on élève la température ou si on diminue la pression
donc la profondeur. Etant donné que ce n’est pas un corps pur, la fusion est d’abord partielle (la fusion totale d’une roche ne peut se
faire dans la nature, seules les conditions de laboratoire le permettent).
- on appelle solidus la courbe qui sépare le domaine solide et domaine partiellement fondu : solide et
liquide. Cette courbe « solidus » indique les conditions de P et T « minimales » pour obtenir un début de
fusion des péridotites.
- Lorsque l'on se trouve à gauche de la courbe solidus, les péridotites sont présentes à l'état solide ;
lorsque l'on se trouve à droite de la courbe du liquidus, les péridotites sont fondues. Lorsque l'on se
trouve entre les deux courbes, la fusion des péridotites est partielle ; on obtient un mélange liquide +
solide.
- faire le lien entre tout ceci et la remontée de l’asthénosphère au niveau de la dorsale (à cause des
mouvements de convection dans l’asthénosphère).
2. Déterminez le taux de fusion partielle de la péridotite avec le document suivant :
Doc : fusion partielle de la péridotite et composition chimique du basalte (des échantillons de péridotites broyées sont placés en autoclave
afin d'obtenir une fusion partielle de 5% à 40% ; le matériel fondu (magma) est analysé.
Composition
chimique
Basalte de
la dorsale
Péridotite
utilisée lors
de
l'expérience
% de fusion = magma
5,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
40,00%
SiO2
48
44,9
47
48
48,6
50,1
50,6
51,6
Al2O3
14,3
3,2
15,7
13,2
12,8
11,8
10,5
7,8
Fe2O3
11
8,6
13,9
12,1
8,9
8,3
8,9
8,4
MgO
12
40
10,4
12
15,4
18,8
19,2
23,9
CaO
12
3
9,2
12,6
13,2
10,1
9,9
7,4
Na2O
2,2
0,2
2,6
1,5
1,1
0,8
0,9
0,8
En bilan : répondre à la question de départ : un texte résumant les étapes de la formation de la
lithosphère océanique est attendu.
Aides : utiliser l’ensemble des documents du livre cités dans le TP 16 + Utiliser l’animation suivante :
www.biologieenflash.net/sommaire.html, choisir « géologie »/ »dynamique interne »/ »le fonctionnement
d'une dorsale » + utiliser le doc.6 pour proposer un texte bilan résumant les étapes de formation des roches de
la croûte océanique au niveau d'une dorsale.