Chapitre 8 – La formation des chaînes de montagnes
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Chapitre 8 – La formation des chaînes de montagnes Comment se forme une chaîne de montagnes comme les Alpes franco-italiennes ? I. Les traces d'une marge continentale passive 1. Comment se présente une marge continentale passive actuelle ? Une marge passive, c'est une bordure d'un continent au niveau de laquelle aucune activité sismique, volcanique ou tectonique particulière n'est détectable. C'est par exemple la marge armoricaine, bordure du continent européen au large de la Bretagne. Voir doc. 1 p.170. On y observe des blocs basculés de "socle" recouverts de sédiments marins. C'est la trace de l'extension qui a conduit à la déchirure du continent (rifting), ici lors de l'ouverture du golfe de Gascogne et de l'océan Atlantique nord au Crétacé supérieur. Puis toute activité tectonique a cessé dans cette zone : c'est devenu une marge passive. 2. Les traces d'une marge passive dans les Alpes A l'aide du document 2 p. 171, notamment de la coupe, indiquer de quand datent les sédiments anté-rift : ………………………… ……………………………………………………… les sédiments syn-rift : ………………………… ……………………………………………………… les sédiments post-rift : ………………………… ……………………………………………………… En déduire sur quelle période donc quelle durée s'est étalée l'ouverture de l'océan alpin : …………………………………………………………………………………………………………………… II. Les traces d'un océan disparu 1. Des ophiolites Comparer la photo 2.c p. 169 avec celle du doc. 1 p. 168 : ……………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes 1/6 Dans plusieurs régions des Alpes, p.ex. dans le massif du Chenaillet (près de Mongenèvre, à l'est de Briançon, doc. 2 p. 169), on trouve des ophiolites : basaltes en coussins, gabbros (transformés en métagabbros du faciès schistes verts) et péridotites (transformées, par hydratation, en serpentinites). A proximité, on trouve également des radiolarites, sédiments déposés à grande profondeur sur les basaltes (doc. ci-contre). 2. Des sédiments marins Dans les Alpes, on trouve : - des roches datées du trias comportant des dépôts carbonatés (calcaires) intercalés avec des dépôts d'évaporites formés par évaporation d'eau de mer dans une lagune (gypse) ; - au jurassique et au crétacé, des sédiments franchement marins, calcaires plus ou moins mêlés d'argile (marnes), certains déposés en eau profonde. Les fossiles trouvés dans ces sédiments confirment leur origine marine (voir document ci-dessous). En déduire l'évolution de la région des Alpes au Mésozoïque (du Trias au Crétacé) : ……………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 3. Des sédiments détritiques Les roches datées des périodes éocène à miocène sont des molasses (sables et graviers consolidés formant des grès grossiers), sédiments détritiques déposés près d'un relief en cours d'érosion. En déduire l'évolution de la région des Alpes au Cénozoïque (à partir de l'éocène) : ……………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes 2/6 (radiolarites) III. Les traces d'une subduction Dans le massif du Queyras, on observe des métagabbros du faciès schistes bleus, dont la teinte provient d'une amphibole bleue, la glaucophane. A quelle profondeur, au minimum, ces anciens gabbros ont-ils été entraînés lors de la subduction ? ……………………………………… On trouve également dans le Queyras des roches contenant grenat et glaucophane. Un peu plus loin vers l'est, au Mont Viso, on trouve des éclogites, roches contenant du pyroxène jadéite vert vif et des grenats roses (photo 2.b. p. 173). A quelle profondeur, au minimum, ces anciens gabbros ont-ils donc été entraînés ? ………………………………………… Sur le graphique ci-dessus, tracer le trajet PTt parcouru par un gabbro formé au niveau d'une dorsale océanique, refroidi et hydraté progressivement, puis entraîné en profondeur par la subduction, jusque dans le faciès éclogites, et enfin ramené à la surface. grenat coésite Grenat à coésite en lumière polarisée non analysée quartz banal Grenat à coésite en lumière polarisée analysée coésite Détail de cristaux de coésite (en partie retransformée en quartz banal lors de la remontée) Un peu plus à l'est encore, dans le sud du massif de Dora Maira, on trouve d'anciens granites transformés en éclogites. A l'intérieur de certains grenats, on trouve des cristaux de coésite, forme de haute pression de la silice. D'après le doc. 3 p. 173, jusqu'à quelle profondeur ces roches ontelles été entraînées lors de la subduction ? …………………………… Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes 3/6 A retenir : D'ouest en est, dans les Alpes, on observe les traces d'un métamorphisme de plus intense, caractérisé par des conditions de haute pression et basse température typiques d'une zone de subduction. IV. Reconstitution de l'histoire de la chaîne alpine 1.Au trias, une mer "épicontinentale" Au trias, Europe et Afrique forment encore, avec les Amériques, un supercontinent : la Pangée. Sur ce continent, une mer peu profonde, du genre de la Mer Morte, dépose quelques sédiments dont du gypse. 2. Déchirure continentale (rifting) Au jurassique inférieur et moyen (-200 à -160 Ma), la Pangée se déchire, c'est le stade du rifting. Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes 4/6 3. Océanisation A partir du jurassique sup. jusqu'au crétacé inférieur (-160 à -100 Ma), un véritable océan sépare l'Europe et l'Afrique (promontoire adriatique = actuelle Italie), puis s'élargit progressivement. Sud-est Nord-ouest océan alpin promontoire adriatique Nord-ouest Europe Sud-est 4. Subduction Au crétacé supérieur et au paléocène (-100 à -55 Ma), l'atlantique sud s'ouvre et l'Afrique effectue une rotation par rapport à l'Europe. Au niveau de l'océan alpin, une compression succède à l'extension et l'océan alpin disparaît progressivement par subduction (subduction en direction du sud-est). Nord-ouest Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes Sud-est 5/6 5. "Subduction continentale" puis collision A partir de l'éocène (55 Ma), c'est finalement la marge continentale européenne qui commence à être entraînée dans la subduction*, puis la collision a lieu entre l'Europe et le promontoire adriatique. Elle produit un empilement d'unités tectoniques séparées par de grands chevauchements. Résultats : - des reliefs élevés; - une importante racine crustale (doc. 1 p. 176). Sur le terrain, la compression est matérialisée par de nombreux plis (doc. 1 p. 148), failles inverses, chevauchements et charriages (doc 1 & 3 pp. 148-149, 3 p. 177, ex.8 p.161, et chap. 7.III. 1). *Dans l'Himalaya, la "subduction continentale" se poursuit : le manteau lithosphérique de l'Inde se détache de la croûte et coule dans l'asthénosphère (doc. 3 p. 177). Dès la formation des premiers reliefs, l'érosion emporte des matériaux qui se déposent dans des bassins autour de la chaîne, formant des molasses. De plus, les reliefs ont tendance à s'étaler sous leur propre poids (effondrement gravitaire) : voir chap. 9. Conclusion du chapitre : Une chaîne de montagnes est un ensemble de reliefs élevés et alignés dans une direction privilégiée formant l'axe de la chaîne. Les Alpes et l'Himalaya, par ex., sont des chaînes de montagnes. Elles résultent d'un phénomène de convergence lithosphérique ayant abouti, après disparition par subduction de l'océan séparant deux continents, à la collision de deux lithosphères continentales. Chronologie de la formation des Alpes Chapitre 8 - La formation des chaînes de montagnes 6/6
