Corrigé Académies de Clermont-Ferrand, Grenoble
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SESSION 2011 OLYMPIADES ACADEMIQUES DES GEOSCIENCES DE CLERMONTFERRAND, GRENOBLE, LIMOGES, LYON, MONTPELLIER, ORLEANS-TOURS. Proposition de corrigé et barème. Olympiades académiques de géosciences 2011 Page 1 Propositions Q1 : Comment peut-on qualifier le type de frontière entre les plaques africaines et eurasiennes ? Convergente Divergente Coulissante Active Passive Q2 : En utilisant les données du document 5 quel est l’ordre de la vitesse d’expansion de l’océan atlantique ? Justifiez. Q3 : La formation des Açores est : Q4 : Hypothèse(s) sur la formation des Açores ; les îles sont d’origine : Réponses exactes □ ■ ■ ■ □ Quelques mm.an-1. cm.an-1 dizaines de cm.an-1 □ ■ □ antérieure au Jurassique □ Jurassique à Miocène □ Paléocène à l’actuel ■ Volcanique Tectonique Sédimentaire ■ ■ Réponses attendues : Documents utilisés, arguments, connaissances ou calculs Barème Documents utilisés 1b, 2a, 2b, 3, 4. 1 pt Justification Tout calcul justifiant cm.an-1 Ex : 5 400 km x 105 = 3 cm.an-1 175 Ma x 106 Documents utilisés 4, 5 Documents utilisés 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 1 pt 1 pt 1 pt □ Olympiades académiques de géosciences 2011 Page 2 Q5 : D’après le doc 8, l’ordre des étapes de l’éruption de 1630 après JC est : 1,2,3,4,5 □ 5,4,3,2,1 □ 5,3,4,1,2 □ 5,1,3,4,2 ■ 5,1,4,3,2 Q6 : Quels sont, parmi ces différents critères, ceux qui permettent d’identifier les minéraux d’une lame mince en microscopie polarisante ? La taille La forme La couleur La composition Le clivage Les macles Olympiades académiques de géosciences 2011 1 pt □ □ ■ ■ □ ■ ■ 1 pt Page 3 Q7 : Quel est l’ordre de cristallisation des minéraux M1, M2, M3, des microlithes et de la pâte ? M1,M2, M3, microlithes, pâte □ M3, M2, M1, microlithes, pâte □ M2, M1, M3, microlithes, pâte M3, M2, M1, microlithes, pâte microlithes, pâte, M2, M1, M3 Q8 : D'après les documents 9 et 10, à quelles températures peuvent se produire les cristallisations de la biotite (B) et de la sanidine (S) ? Q9 : Les températures de cristallisation de la biotite et de la sanidine sont-elles compatibles avec la réponse 7? 1,5 pt ■ □ □ B S 1100 à 1200 ° C □ □ 900 à 1000 ° C □ □ 850 à 900 ° C ■ ■ 600 ° C □ □ Oui ■ Non □ Olympiades académiques de géosciences 2011 Justification : Ces minéraux sont dans le même intervalle de température de cristallisation (co-refroidissement), donc la biotite peut cristalliser avant la sanidine et en même temps. 0,5 pt 1 pt Page 4 Documents utilisés Q 10 : D’après les données tomographiques les Açores sont issues : du fonctionnement d’un point chaud du fonctionnement du rift de Terceira du fonctionnement d’une zone de subduction du fonctionnement d’un point chaud associé à un rifting Olympiades académiques de géosciences 2011 ■ ■ 1, 2, 3, 4, 5, 11, 12 1 pt □ □ Page 5 DONNÉES Question 1 Document 1 : Le Bosphore relie la Mer Noire à la Mer de Marmara et la Méditerranée. Sa profondeur est au maximum de 85 mètres. Document 2 : La plate forme de La Mer Noire est entaillée de canyons au niveau du débouché du Bosphore. Document 3 : Des unités drapantes avec des coquilles marines reposent en discordance sur des dépôts alluviaux et deltaïques. Document 4 : Des fossiles marins reposent sur des fossiles d’eau douce. Document5 : La grotte Cosquer, dont l’entrée est située actuellement sous le niveau de la mer Méditerranée, contient plusieurs œuvres peintes et gravées attestant son occupation par l’Homme. Document 6 : Une population située en Ukraine semble avoir brutalement migrée. EXERCICE 2 BARÈME INTERPRÉTATION BARÈME 0,5 Si le niveau des mers baisse de plus de 85 m les échanges entre les deux mers sont impossibles. 0,5 0,5 Un écoulement brutal d’eau a pu se produire de la mer de Marmara (donc de la Méditerranée) vers la Mer Noire. 0,5 0,5 Il y a eu un brusque changement de la nature des eaux. 0,5 0,5 Confirmation du doc 3 : Il y a eu un changement de la nature des eaux. Des eaux marines ont envahi des eaux douces. 0,5 0,5 Le niveau de la mer Méditerranée devait donc se situer plus bas il y a plus de 7000 ans. Il y a eu depuis une remontée importante des eaux de la Méditerranée (au moins 36 mètres). 0,5 0,5 Un événement semble avoir chassé les populations du sud de l’Ukraine (rives de la mer Noire). 0,5 Bilan : L’ensemble des ces données sont concordantes. Elles étayent, confirment la Théorie de Ryan et Pittman. Question 2 Document 3 : Les coquilles marines reposant sur les dépôts alluviaux sont datées de 7600 ans BP. Document 4 : Les fossiles d’eau douce les plus récents sont datés de 10400 ans. Les fossiles d’eau de mer sont datés de 7150 ans. Document 6 : Migration datée de -7500 ans +/- 200 ans 1 Il y a 10400 ans la mer Noire était encore un « lac » d’eau douce. Il y a 7150 ans la mer Noire est constituée d’eau salée. 1 1 L’événement est plus récent que 10400 1 ans et plus vieux que 7150 ans. Olympiades académiques de géosciences 2011 Page 6 EXERCICE 3 Attendus 1 2 Barème U1 : surface bombée + pédoncules + hyaloclastite = pillow-lavas (accepter : lave en coussin, basalte océanique) U2 : lame mince de roche entièrement cristallisée = roche plutonique Association pyroxène amphibole plagioclase = gabbro U3 : Tout argument chiffré permettant d’établir l’association avec la péridotite est accepté. Lithosphère océanique 3 4 5 1 Argumentation du milieu de dépôt : Dolomie et Gypse (+ citation du texte lagune…) Stromatolithe et ride de plage sur banc triasique (justification photo Shark Bay la latitude indique la zone tropicale) Conclusion : le banc de grès et la dolomie du Lac Noir profondeur 2 1,5 mer de faible Association des légendes : Sédimentation en éventail du Lias Lias = synrift ; Trias = socle + antérift Décalage Trias et remplissage Lias = présence faille normale Contexte géodynamique : fracturation en extension (ou ouverture océanique) Datation : Lias (synrift) 2,5 Identification des périodes d’émersion : 1° période : post Trias et ante Oxfordien (ou Jurassique inférieur et moyen ou 203 à 154 Ma) 2° période : post Tithonien - ante Coniacien (ou Crétacé inférieur - début Crétacé supérieur ou 135 à 88 Ma) 1 2 7 Critères attendus dans le schéma : Figurés et légendes correspondant aux trois zones. La zone briançonnaise émergée au milieu d’un océan. Orientation et titre Qualification de la zone briançonnaise : une île (notion pouvant être détachée du schéma. Olympiades académiques de géosciences 2011 Page 7 EXERCICE 4 Saisie d’informations Question 1 : Document 1a : indique le volume de matériaux émis entre avril et mai Document 1c : la courbe cumulative donne la masse totale de cendres Document 1b : altitude d’une particule de cendre Distance parcourue = 3500 km Temps du trajet = 3 jours et 6h = 78 h Question 2 : Document 1a: altitude de croisière des avions : 10 km environ Document 1c : ère 1 fermeture de l’espace aérien du 15 au 20 avril : - Masse de cendres émises début = 300 kt - Masse de cendres réouverture = 100 kt ème 2 fermeture de l’espace aérien du 6 au 10 mai - Masse de cendres émises début = 630 kt - Masse de cendres réouverture = 200 kt Interprétations Points / 10 Volume total de matériaux = 0.2 3 km 4.8 Mt de cendres Altitude maximale = 6100 m soit 6 km Vitesse = environ 45 km/h Direction du panache : NW-SE 2,5 Or cendres volcaniques projetées jusqu’à 6 km d’altitude : donc cela ne devrait pas poser de problème. Cependant décollage et atterrissage se font à travers le nuage. Les deux premières décisions de fermeture semblent être justifiées par des émissions de cendres importantes (supérieures à 300kt). La réouverture correspond à une forte baisse des émissions. 2,5 Le 13 mai, la masse de cendres émises dépasse 300kt Le 13 mai, le niveau de cendres justifierait de nouveau une fermeture (plus de 300 kt). Il est étonnant que la décision soit prise seulement le 16 mai Hypothèse : raisons économiques ? ème 3 fermeture du 16 au 17 mai - Masse de cendres début = 200 kt - Masse de cendres réouverture = 30 kt Question 3 : Masse Altitude Dispersion Documents 2, 3 et 4b : Eyjafjöll Pinatubo 0.2 Mt 20 Mt 6 km Le nuage est resté dans l’hémisphère nord au niveau de l’Europe. > 12 km (doc2b , 2c réfraction dans le bleu) Le nuage a ceinturé tout le globe et s’est dispersé vers le nord et vers le sud. Olympiades académiques de géosciences 2011 Masse de cendres émises lors de ème la 3 fermeture est égale (200 kt) à celle de la décision de ème réouverture de la 2 phase ème => 3 phase de fermeture non justifiée ? L’éruption du Pinatubo a émis plus de produits que celle de l’Eyjafjöll, à une altitude bien supérieure, ce qui a permis aux aérosols d’atteindre la stratosphère alors qu’ils sont restés dans la troposphère pour le volcan islandais. 2,5 Page 8 Question 4 : Document 4a : L’émission de SO2 peut avoir un impact climatique si la quantité injectée dans l’atmosphère est supérieure à 5 millions de tonnes. Document 4c : La quantité de SO2 rejetée par le Pinatubo est de 20 Mt alors que celle de l’Eyjaflöll est de 0.2 Mt. Document 4b L’éruption du Pinatubo fut suivie d’un refroidissement de 0.2 avec un maxima de – 0.4°C en 1992. Cette période de refroidissement a duré 2 ans. On constate un scénario analogue pour le volc an El Chichon, sur une durée d’un an seulement. Cert aines périodes de refroidissement ne peuvent pas être reliées à une éruption volcanique. Olympiades académiques de géosciences 2011 Pour l’eyjafjöll, quantité de SO 2 émise = 0,2 Mt << 5 Mt, et à priori pas d’injections dans la stratosphère. Ces données laissent supposer que l’éruption du volc an islandais n’aura pas d’impact climatique à l’échelle planétaire, contrairement au volcan philippin. 2,5 Page 9
