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PARTIE II - EXERCICE 2 - Enseignement obligatoire (5 points) DS2 – Sujet 1 – A la recherche de l’océan alpin OUTIL DE DÉTERMINATION DE NOTE Qualité de la démarche Éléments scientifiques tirés des documents et issus des connaissances Démarche cohérente Suffisants dans les deux domaines Note 5 Suffisants pour un domaine et moyen dans l'autre ou moyen dans les deux 4 Pas de démarche ou démarche incohérente Démarche maladroite Suffisant pour un domaine et moyen dans l'autre ou moyen dans les deux 3 Moyen dans l'un des domaines et insuffisant dans l'autre Insuffisant dans les deux domaines 2 1 Rien 0 CRITÈRES DE RÈUSSITE Qualité de la démarche Remarque importante : il ne s'agit dans d'une liste de critères qui devraient être tous remplis, mais d'indices qui permettent de repérer la qualité de la démarche, sans qu'on attende que tous soient présents • Critères de réussite - Compréhension du problème posé - Énoncé du problème posé - Extraction d'informations pertinentes des documents - Apport d'informations pertinentes à partir des connaissances - Schéma demandé intégré à la démarche - Mise en relation des informations issues des documents et des connaissances - Mise en œuvre d'un raisonnement rigoureux, esprit critique - Un bilan clair est proposé • Commentaires - On parle de « démarche cohérente » si la copie montre une pensée organisée répondant de façon jugée adaptée au problème posé. On reconnait dans la manière de répondre une prise en compte des particularités de la question. Les arguments s'enchainent de façon convaincante. L'association entre ce qui est issu des documents et ce qui est issu des connaissances est suffisamment harmonieux. - On parle de « démarche maladroite » si l'on constate, à la lecture de la copie, que le candidat a fait un effort dans le sens attendu, mais qu'il n'y réussit que très partiellement ou dans une partie limitée de la copie. - On parle d'absence de démarche ou démarche incohérente lorsque le candidat récite des connaissances ou interprète toujours les documents sans souci visible de la question posée. La copie est une juxtaposition d’éléments sans logique. Éléments scientifiques Remarque importante : les éléments scientifiques sont jugés suffisants si la compréhension globale est présente et si au moins 5 éléments précis sont tirés des documents au moins 3 éléments sont apportés par les connaissances (dont 1 lié à l’ouverture d’un océan et un autre lié à la subduction). Tous les documents doivent être exploités. • Compréhension globale Les Alpes présentent les traces l’ouverture d’un ancien océan (marge passive + plancher océanique) ainsi que de sa fermeture (subduction océanique). • Éléments scientifiques tirés des documents - Doc 1: Présence de blocs basculés, séparés par des failles normales, signe d’une ancienne marge passive. Doc 1 : Présence de fossiles marin dans les sédiments synrifts et postrifts, ce qui confirme la mise en place d’un océan. Doc 2 : Présence d’ophiolites dans les alpes, caractérisées par une succession, du sommet vers la base, de basalte, gabbro et péridotite. Mise en relation doc 1, doc 2 + connaissances : il y a donc bien des traces de la mise en place d’un océan alpin, qui s’est ouvert il y a 205 millions d’années comme l’atteste le début des dépôts synrifts. - Doc 3 : Le massif du Queyras comporte des métagabbros dans lesquels on trouve deux minéraux particuliers : l’actinote et le glaucophane. - Doc 4 : L’actinote est un minéral qui se met en place dans des conditions de basse pression et basse température. Sa formation est due à un apport d’eau dans la roche. - Doc 4 : Le glaucophane est un minéral qui se met en place également à basse température, mais à partir d’une vingtaine de kilomètres de profondeur. (On peut également remarquer que sa formation correspond à une déshydratation de la roche.) - Mise en relation doc 3 et doc 4 + connaissances : Ce métagabbro a subit les contraintes correspondant au faciès des schistes verts, puis des schistes bleus, ce qui indique une subduction océanique. Il y a donc bien eu fermeture de l’océan alpin. • Éléments scientifiques tirés des connaissances - Notion de marge passive : une telle marge se met en place lors de l’ouverture d’un océan, sous l’effet d’un mouvement de divergence. - Le plancher océanique mis en place se caractérise par une croute océanique (basalte en pillows lavas puis gabbro plus en profondeur) surmontant un manteau lithosphérique, constitué de péridotites. - Les sédiments synrifts permettent de dater l’ouverture d’un océan. - Un métagabbro est un gabbro métamorphique, transformé sous l’effet de contraintes de pression et/ou de température. - L’évolution de la croute océanique s’accompagne de modifications minéralogiques : les roches sont dans un premier temps hydratées, ce qui correspond au faciès des schistes verts, puis elles commencent à entrer en subduction, ce qui correspond au faciès des schistes bleus. (Non exigé car non visible sur le document : lorsque la subduction se poursuit, les roches se déshydratent encore : c’est le faciès des éclogites.) PARTIE II - EXERCICE 2 - Enseignement obligatoire (5 points) DS2 – Sujet 2 – Formation de la croûte continentale : comparaison du modèle actuel et de l’archéen OUTIL DE DÉTERMINATION DE NOTE Qualité de la démarche Éléments scientifiques tirés des documents et issus des connaissances Démarche cohérente Suffisants dans les deux domaines Note 5 Suffisants pour un domaine et moyen dans l'autre ou moyen dans les deux 4 Pas de démarche ou démarche incohérente Démarche maladroite Suffisant pour un domaine et moyen dans l'autre ou moyen dans les deux 3 Moyen dans l'un des domaines et insuffisant dans l'autre Insuffisant dans les deux domaines 2 1 Rien 0 CRITÈRES DE RÈUSSITE Qualité de la démarche Remarque importante : il ne s'agit dans d'une liste de critères qui devraient être tous remplis, mais d'indices qui permettent de repérer la qualité de la démarche, sans qu'on attende que tous soient présents • Critères de réussite - Compréhension du problème posé - Énoncé du problème posé - Extraction d'informations pertinentes des documents - Apport d'informations pertinentes à partir des connaissances - Schéma demandé intégré à la démarche - Mise en relation des informations issues des documents et des connaissances - Mise en œuvre d'un raisonnement rigoureux, esprit critique - Un bilan clair est proposé • Commentaires - On parle de « démarche cohérente » si la copie montre une pensée organisée répondant de façon jugée adaptée au problème posé. On reconnait dans la manière de répondre une prise en compte des particularités de la question. Les arguments s'enchainent de façon convaincante. L'association entre ce qui est issu des documents et ce qui est issu des connaissances est suffisamment harmonieux. - On parle de « démarche maladroite » si l'on constate, à la lecture de la copie, que le candidat a fait un effort dans le sens attendu, mais qu'il n'y réussit que très partiellement ou dans une partie limitée de la copie. - On parle d'absence de démarche ou démarche incohérente lorsque le candidat récite des connaissances ou interprète toujours les documents sans souci visible de la question posée. La copie est une juxtaposition d’éléments sans logique. Éléments scientifiques Remarque importante : les éléments scientifiques sont jugés suffisants si la compréhension globale est présente et si au moins 8 éléments précis sont tirés des documents au moins 2 éléments sont apportés par les connaissances. Tous les documents doivent être exploités. • Compréhension globale Les modèles de production de croute continentale à l’archéen et actuellement diffèrent par les roches à l’origine du magma : croute océanique à l’archéen, péridotite du manteau actuellement. Ces modèles sont en accord avec les données issues des diagrammes pression/température. • Éléments scientifiques tirés des documents - - - - Comparaison des modèles Doc 1: La genèse de la croute continentale à l’archéen et actuellement présente un point commun : elle est due à un magmatisme de subduction. Doc 1 : A l’archéen, c’est la croûte océanique qui fond partiellement, et le magma se forme à faible profondeur : entre 40 et 80 km. Doc 1 : Actuellement, la croute océanique ne fond pas. C’est la péridotite du manteau qui fond partiellement, entre 60 et 110 km de profondeur. Mise en relation doc 1 + connaissances : Ces modèles montrent un changement dans la dynamique de la formation de la croute continentale. Validité du modèle actuel Doc 2: Actuellement, le gradient géothermique recoupe la courbe de déshydratation vers 100 km de profondeur. Doc 2 : Avant 100 km de profondeur, la croute océanique est hydratée mais le géotherme ne recoupe pas la courbe du solidus « croute océanique hydratée ». La croute océanique ne peut donc pas fondre. Après 100 km de profondeur, la croute océanique n’est plus hydratée. Le géotherme ne recoupe pas la courbe du solidus « croute océanique anhydre ». Là non plus, la croute océanique ne peut pas fondre. Doc 3 : On remarque que le géotherme actuel recoupe le solidus « péridotite hydratée » entre 80 et 180 km de profondeur. Mise en relation doc 2, doc 3 + connaissances : Actuellement, la croûte océanique ne peut pas fondre dans une zone de subduction. En revanche la péridotite hydratée peut entrer en fusion partielle, ce qui forme du magma. Les données des diagrammes pression température sont donc cohérentes avec le modèle. Validité du modèle de l’archéen Doc 2: A l’archéen, la Terre était plus chaude ce qui se traduit par un gradient géothermique différent (la température augmentait environ 2 fois plus vite en profondeur qu’actuellement). La courbe de déshydratation de la croute océanique était atteinte vers 55 km de profondeur. Doc 2 : Avant 55 km de profondeur, la croute océanique est hydratée et on remarque que le géotherme recoupe la courbe du solidus « croute océanique hydratée » avant cette profondeur (vers 45 Km). La croute océanique peut donc entrer en fusion partielle. Au-delà de 55 km de profondeur, la croute océanique est déshydratée et ne peut plus entrer en fusion partielle (la géotherme ne recoupe pas le solidus « croute océanique anhydre »). Doc 2 et 3 : Dès 55 km de profondeur, la croute océanique est déjà déshydratée et ne peut donc plus céder d’eau à la péridotite du manteau. A partir de cette profondeur, il faut donc prendre en compte le solidus « péridotite anhydre ». Dans ces conditions, la péridotite de l’archéen (donc le manteau) ne peut pas fondre partiellement. Mise en relation doc 2, doc 3 + connaissances : Les données des diagrammes pression température impliquent qu’à l’archéen une fusion partielle possible de la croute océanique était possible, en revanche une fusion partielle du manteau était impossible. Ces données sont elles aussi en accord avec le modèle. • Éléments scientifiques tirés des connaissances - Le solidus d’une roche correspond à la courbe de fusion commençante : si le géotherme le franchi, alors cette roche peut fondre partiellement. En s’éloignant de la dorsale, la croute océanique s’hydrate. En plongeant au niveau de la zone de subduction, la croute océanique qui était riche en eau se déshydrate. Cette eau se retrouve dans les péridotites du manteau sus-jacent.
