15-1S-eva-2703 Sujet 2 Islande

Partie 2 – Exercice 2 (5 points)
Pratique d’une démarche scientifique ancrée
dans des connaissances
L’Islande, un laboratoire à ciel ouvert.
A partir des informations saisies dans le dossier documentaires
et de vos connaissances, montrez que l’éruption Islandaise est la
conséquence de la position géographique particulière de
l’Islande au sommet de la dorsale atlantique.
Vous expliquerez comment les mouvements horizontaux (partie
1) sont la conséquence de mouvement verticaux (partie 2).
Lecture du sujet
• L’Islande, sommet émergé d’une dorsale:
• Dorsale = zone de divergence (mouvement horizontal) crée par la
remonté de l’asthénosphère par convection (mouvement vertical).
Le sujet est basé sur les arguments issus de saisies rigoureuses des
informations contenues dans les documents.
Zone de divergence
• L’étude des déplacement des
stations
REYK
et
HOFN,
respectivement à l’ouest et à l’est
de l’Islande (doc.3) montre quelles
ont des déplacements divergents:
en effet même si elles se
déplacent toutes les deux vers le
nord
(courbes
latitudes
croissantes) REYK se déplace vers
l’ouest à une vitesse longitudinale
de 11,3 mm/an et HOSN vers l’est
à une vitesse longitudinale de 12,3
mm/an (doc.1).
• Diapositive 4
• Ces deux stations (lien), sont situées
de part et d’autre d’un axe SO-NO
marqué (doc.3) par l’alignement des
failles normales, des volcans. Il est
l’axe de symétrie de l’âge des roches
volcaniques; au centre les plus
jeunes (0,7 Ma) vers les extrémités
ouest et est de l’île, les plus
anciennes (3,1 Ma).
• Diapositive 5
• Le volcan Eyjafjallajökull à l’origine de
l’éruption en Islande d’avril et mai
2010 se trouve sur cet axe, à
proximité d’un fossé d’effondrement
représenté sur le bloc diagramme.
• Diapositive 9
Zone de convection= ascension du manteau chaud.
• L’Islande (10° de longitude Est) se
trouve au sommet de 2 courants de
convection. L’un d’origine profonde
(- 2000 Km) est ponctuel et marque
un point- chaud (HS), l’autre qui part
de 1000 Km environ est visible sous
toute la dorsale (doc.2).
Diapositive 7
• Ces
courants
de
convection
correspondent à la remonté de
matière chaude, de la péridotite du
manteau. En effet la vitesse des ondes
sismiques faibles (– 0,5 %) montre que
la roche est moins dense donc plus
chaude.
• En remontant la pression exercée sur la péridotite chaude diminue. La roche
passe sont solidus et fond partiellement. On voit apparaitre à une chambre
magmatique et à environ 1000 m de profondeur 1 intrusion de magma à
l’origine de l’éruption du Eyjafjallajökull.
Document 3: Coupe schématique de la région de Eyjafjallajö...
Synthèse: réponse à la question posée
• L'Islande se trouve au sommet de la dorsale Atlantique:
• La symétrie de l'âge des roches magmatiques (doc.3),
• les déformations bloc diagramme (failles normales, fossés d’effondrement, blocs
basculés) associés au rift,
• Les mouvements opposés mesurés par les stations GPS,
témoignent de la divergence de part et d’autre de l’axe SO-NO de l’ile.
• L’alignement des volcans le long de cet axe, la présence en surface de
basalte montre le magmatisme à l’origine d’une nouvelle lithosphère
océanique.
• Les mouvements de convection ascendant du manteau sous la dorsale
(doc.2) provoquent une poussée verticale de l’asthénosphère sur la
lithosphère. Celle-ci s’amincie, se déforme, se fissure (rift)(doc.3). Par les
failles remonte un magma issu de la fusion partielle par décompression de
la péridotite. En cristallisant il forme le gabbro et le basalte de la nouvelle
croute océanique visible dans le sous sol Islandais. La croute océanique
s’agrandie, les plaques divergent.
Document 1 : GPS Islande
Vecteurs vitesses construits à partir des données GPS pour les stations de REYK et HOFN
4
5
0
latitude relative (cm)
latitude relative (cm)
REYK latitude
2
0
HOFN latitude
-2
pente = 19 mm/an
pente = 14,2 mm/an
-5
-4
année
année
- 10
-6
2000
2000
2001
2002
2004
2003
2005
2006
2001
2002
2003
2004
2005
2006
6
4
4
longitude relative (cm)
REYK longitude
2
0
longitude relative (cm)
pente = - 11,3 mm/an
0
-2
HOFN longitude
pente = 12,5 mm/an
-4
année
-4
2001
2002
2004
2003
22,1 mm/an
11,3 mm/an
2005
19mm/an
2000
2006
-6
2000
2001
2002
2003
14,2 mm/an
année
2004
2005
18,9mm/an
12,5 mm/an
2006
Document 3 : Eyjafjallajökull : éruption en Islande – avril mai 2010
sédiments récents
Theystare
ykir
Krafla
roches volcaniques < 0,7 Ma
roches volcaniques de 0,7 Ma à 3,1
Ma
roches volcaniques > 3,1 Ma
FremiNamur
Askja
Scnaefelljök
ull
Reykjanes
Hofjök
ull
volcan
Schnae
Hveravelli
Kverkfj fell
rr
Bardarbun
Höfn
öl
Kerlingarf
Lakagigarga Grimsv
jöll
ötn
Hek
Oraefajö
Hengil
la
kull
Torfajöku
l
0
km
ll
Katl
Eyjafjallajö
a
kull
Vestmannae
vjar
faille normale
10
0
Document 2 : profil tomographique Nord Atlantique passant par l’Islande
d’après http://www.geo.uu.nl/ngv/geonieuws/geonieuwsnr.php?nummer=7
0
10
20
10
20
30
0
500
Plus la vitesse des ondes
sismiques augmente, plus le %
est important
1000
2 courants de convection
1500
2000
- 0,5%
2500
Km
+ 0,5%
Document 3: Coupe schématique de la région de Eyjafjallajökull
Profondeur en m
Eyjafjallajökull
Fimmvörouhals
2000
glacier
0
KATLA
dôme de lave
intrusion
-2000
chambre magmatique
-4000
sills
-6000
0
20
40
60
km
Bloc diagramme représentant la région de Fimmvörouhals
Volcan
Lave (basalte)
Barème
Partie 2, exercice 2
Tous les éléments scientifiques issus des documents et des connaissances sont
présents et bien mis en relation.
Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des
Démarche cohérente qui
connaissances bien mis en relation mais incomplets.
permet de répondre à la
- I élément scientifique par document c’est à dire 5 minimum,
problématique
- convection=décompression=fusion partielle=magmatisme
- convection= poussée verticale=déformations (rifting)=mouvement
horizontal
Des éléments scientifiques bien choisis issus des documents et/ou des
Démarche maladroite et
connaissances incomplets et insuffisamment mis en relation.
réponse partielle à la
Quelques éléments scientifiques issus des documents et /ou des connaissances bien
problématique
choisis mais incomplets et insuffisamment mis en relation
Aucune démarche ou
Quelques éléments scientifiques parcellaires issus des documents et/ou des
démarche incohérente connaissances, et juxtaposés
5
4
3
2
1
5