La Terre Précambrienne

SVT – TERMINALE S– THEME 1B – LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE
1B-2 LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE
COURS 1B-2 – LA FORMATION DES MONTAGNES
Dans le modèle de la Tectonique des plaques, les régions en convergence sont, soit des marges actives
associées à une subduction, soit une zone de collision continentale. Ces contextes géodynamiques sont étudiés
pour comprendre la formation des chaines de montagnes.
I.
La subduction lithosphérique
TP 4 – A L’ORIGINE DES CHAINES DE MONTAGNES (1) :
LA SUBDUCTION LITHOSPHERIQUE
A. Des
régions
reconnaissables
aux
critères
On peut décrire à la surface de la Terre des régions où les
reliefs sont très marqués. (excessivement élevés- chaine de
montagnes ou profonds – fosses océaniques) A ces reliefs
« anormaux » sont systématiquement associés une activité
géologique, comme des séismes réguliers ou un volcanisme
d'activité récente. Ces zones sont appelées des marges
actives. Avec des mouvements lithosphériques en
convergence, et des séismes alignés le long d’un plan incliné
(Plan de Wadati-Benioff – cf. THEME 1B - PREMIERE S)
jusqu'à des profondeurs de 670 km, nous avons à faire à une
zone de subduction lithosphérique. On peut toutefois
distinguer :
- les subductions intra-océaniques (une lithosphère
océanique plonge sous une autre lithosphère océanique,
exemples
Océan
Pacifique
ouest–
Mariannes,
Fidji/Tonga, Antilles) ;
- les subductions côtières (une lithosphère océanique
plonge sous une lithosphère continentale – exemples
Japon, Andes/Rocheuses, Indonésie/Sumatra) ;
- et les subductions continentales (une lithosphère
continentale entre en collision et plonge sous une
lithosphère continentale – exemples Alpes, Himalaya)
B. Les réactions métamorphiques, indicateurs de phénomènes profonds
Le métamorphisme est l’ensemble des réactions de
transformations des minéraux sous l’effet de l’apport d’un
fluide, des changements de pression et/ou de température.
Ce sont des réactions chimiques très lentes, équilibrées et se
produisant à l’état solide (sans fusion, sinon cf. THEME 1B-3).
Dans les zones de subduction (récentes ou anciennes), on
retrouve des roches comprenant des minéraux dont l’origine ne
s’explique que par des réactions métamorphiques se produisant
à forte pression (Métamorphisme de type HP/MT) , comme le
grenat.
On
reconstitue
ainsi
les
conditions
de
pression(profondeur) et de température qu'a connu la
lithosphère en subduction (subduite).
C. La lithosphère océanique, une structure « provisoire »
En s'éloignant de la dorsale où elle est formée, la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation
de sa densité au-delà d'un seuil d'équilibre (isostatique) entraine son plongement dans l'asthénosphère. En
profondeur, les transformations métamorphiques accentuent sa densité, et la lithosphère en subduction exerce
une force de traction qui est la cause des déplacements lithosphériques. En surface, son âge n'excède pas 200
Ma. Toute lithosphère océanique est donc vouée à disparaitre par subduction.
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II. Les processus de l’orogenèse
TP 5 – A L’ORIGINE DES CHAINES DE MONTAGNES (2) : LA COLLISION CONTINENTALE
A. Les phénomènes associés à la collision continentale
Lors d'une subduction continentale 2 lithosphères continentales entrent en collision et une s'enfonce sous
l'autre. On observe : :
- Une activité sismique régulière, avec des séismes en compression le long de failles dites inverses,
- Des structures tectoniques comme des roches plissés, des chevauchements et des nappes de charriage
sur plusieurs dizaines de kilomètres
- Des transformations métamorphiques sur les roches continentales (métamorphisme de type MP/MT),
pouvant aller jusqu’à une fusion partielle (granite d’anatexie et migmatites)
L'épaisseur marquée de la croûte continentale résulte de ce contexte de collision, où les roches vont s’empiler
(chevauchement, nappes) sous l’effet du raccourcissement engendré par la convergence.
B. Reconstitution de la formation d’une chaine de montagnes
Les résultats des études cartographiques, tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario
de l'histoire de la chaîne. Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine océanique
disparu (ophiolites, roches sédimentaires marines) et d'anciennes marges continentales passives (formées lors
d'une ouverture océanique = rifting, cf. THEME 1B - PREMIERE S). La « suture » entre 2 lithosphères
continentales lors de leur collision présente des restes de ce domaine océanique. Tandis que l'essentiel de la
lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s'épaissit par empilement de
nappes (de charriage) dans la zone de contact entre les deux plaques. Les matériaux océaniques et continentaux
montrent les traces de transformations minéralogiques de haute pression liés à cette subduction continentale.
Schéma-bilan – La mise en place d’une chaine de montagnes
Limites : Ce scénario type n’est pas jamais parfaitement réalisé sur le terrain. Toutes les chaînes de montagnes
ne s’expliquent pas par ce scénario (contre-exemple : Pyrénées, sans suture océanique)
Relations à envisager dans le cadre d’une question de synthèse :
PREMIERE S - THEME 1B : le modèle de la Tectonique des plaques
THEME 1B-1 : LA CARACTERISATION DU DOMAINE CONTINENTAL
THEME 1B-3 : LE MAGMATISME EN ZONE DE SUBDUCTION
THEME 1B-4 : LA DISPARITION DES RELIEFS
THEME 2A- GEOTHERMIE ET PROPRIETES THERMIQUES DE LA TERRE