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Exercices pages 185188 Exercice 7 page 185 PB : Monter que l’Himalaya présente les caractéristiques d’une chaîne de collision. (Analyse ; connaissances ; interprétation.) Le document 3 : montre : - 2 plaques (eurasiatique au nord et indienne au sud) avec croûte continentale zone de limite de plaques continentales - ophiolites = croûte océanique non subduite mise en place d’un océan (rifting puis océanisation) = divergence ; entre les 2 plaques = zone de suture. - Sédiments marins = dépots sur croûte océanique en expansion océanisation. Le document 1 permet de constater la présence d’ophiolites en altitude dans la chaîne. (Ces ophiolites sont présentes sur de vastes étendues comme le montre la carte du document 3). Ces roches correspondent aux vestiges d’une lithosphère océanique non subduite, charriée sur le continent. Un ancien océan devait séparer la plaque indienne de la plaque eurasienne avant la collision. - Granitoïdes de subduction roches mises en place au cours de la subduction d’une croûte océanique Ces roches de composition granitique ont été formées suite à une subduction océanique qui a entraîné la fusion partielle du manteau. Le magma formé a ensuite refroidi dans la croûte continentale formant ainsi les granitoïdes subduction de l’océan ayant existé entre plaques eurasiatique et indienne = convergence - Prisme d’accrétion = sédiments comprimés contre la croûte continentale lors de la subduction subduction ; convergence. Une subduction océanique est à l’origine de la fermeture de l’océan séparant les deux plaques. - Plis, failles inverses, chevauchements = déformation dans un contexte de convergence, forces de compression convergence des 2 plaques, collision - Reliefs élevés + Racine crustale (60Km) = épaississement de la croûte continentale //à un raccourcissement, formations d’écailles de croûte qui se sont superposées. collision. Le document 2 montre la présence de coésite. Ce minéral est une forme particulière de quartz indiquant que la croûte continentale a été portée à une ultra haute pression. Seul le phénomène de subduction continentale peut expliquer la présence de ce minéral dans la croûte continentale. Une collision entre les plaques eurasiatiques et indienne, dans un contexte de convergence a entraîné un épaississemnt et un raccourcissement de la croûte Mise en relation : L’ensemble de ces observations caractérise une chaîne de collision avec - La présence initiale d’un océan entre les deux lithosphères continentales.(doc1 et 3) - Puis, la fermeture océanique par le phénomène de subduction océanique (doc3) a permis lea fermeture de l’océan et la mise en plce de roches caractéristiques des zones de subduction. - Puis le chevauchement des deux continents avec un important épaississement crustal (doc3 et 2) Enfin, la lithosphère continentale continue aujourd’hui de subduire, suite aux énormes forces de compression auxquelles les deux masses continentales sont soumises. Une animation : http://www.classzone.com/books/earth_science/terc/content/visualizations/es1105/es1105page01.cf m?chapter_no=visualization La chaîne himalayenne. La collision Himalayenne est à l'origine d'un des ensembles structuraux majeurs de la croûte terrestre. La chaîne Himalayenne, le Haut-Plateau du Tibet et les chaînes montagneuses qui ceinturent ce dernier représentent en effet un espace de près de 2,5 millions de Km2, d'altitude supérieure à 5.000 m, soit une des très importantes anomalies topographiques du système solaire. Il y a 160 – millions d’années le Gondwana se fragmente. Etirée par des tractions tectoniques, fragilisée par l’émergence de panaches profonds, sa lithosphère se fracture et s’amincit, des fossés d’effondrement apparaissent. Il y a -85 millions d’années, l’Inde débute sa migration. Les données de paléomagnétisme et de datation nous ont permis de retracer le parcours de l’Inde jusqu’à sa collision avec l’Asie, et de connaître sa vitesse de déplacement. Au cours de cette migration, vers 65 millions d’années, un panache chaud venu du manteau profond perce l’Inde et la couvre de basalte sur 500 000 km2 donnant naissance aux trapps du Deccan. Cet événement géologique eut d’importantes répercussions sur le climat de la planète. L’Inde poursuit sa dérive, alors que derrière elle s’ouvre l’Océan Indien, devant elle disparaît la Thétis par subduction. Au niveau de la fosse de subduction se forme un prisme d’accrétion : les sédiments portés par le plancher océanique en mouvement et les fragments de croûte océanique sont déformés et intégrés à la marge continentale qui constitue un butoir rigide. La collision entre l’Inde et l’Asie remonte à –55 millions d’années alors que la subduction se poursuit. Le mécanisme général de la surrection de l’Himalaya se rapporte à celui du prisme d’accrétion. L’Inde est entraînée vers la zone de subduction, mais sa croûte continentale moins dense que le manteau s’oppose à la subduction. Quand la force devient supérieure à la résistance mécanique, la croûte de l’Inde se désolidarise du manteau, ce qui aboutit à l’apparition d’une faille, le chevauchement central himalayen. Une écaille de la croûte indienne chevauche alors le reste de l’Inde qui continue de s’enfoncer. Les mouvements le long de cette faille cessent , il y a 20 à 10 millions d’années. L’Inde continue de glisser vers le Nord. Apparaît alors une nouvelle faille, celle du chevauchement frontal himalayen. Cette écaille de croûte soulève la première. Aujourd’hui l’Himalaya est principalement formé de ces deux écailles. Exercice 8 page 186 PB : expliquer la traction exercée par la lithosphère plongeante sur une lithosphère océanique. Pour un âge de 50 Ma, l’épaisseur de la plaque océanique est de : e = 67 Km. La densité de la lithosphère océanique est alors de : 3,275. Pour un âge de 100 Ma, l’épaisseur de la plaque est de 95 km avec une densité de 3,282. À 200 Ma, la lithosphère océanique présente une épaisseur de 134 km avec une densité de 3,286. L’augmentation de la densité globale est lié à l’épaississement du manteau lithosphérique sous l’effet du refroidissement de la lithosphère : les isothermes « plongent » et la partie supérieure de l’astenosphère est intégrée au manteau lithosphérique. Ainsi, on constate qu’en vieillissant, la lithosphère océanique s’enfonce finalement dans l’asthénosphère car sa densité augmente et dépasse celle de cette dernière. On sait qu’au cours de cette subduction, les roches de la lithosphère subiront un métamorphisme qui fera apparaître des roches de densités élevées (schiste bleu, éclogite). La partie de la lithosphère en subduction exerce une traction sur l’ensemble de la lithosphère océanique et joue donc un rôle moteur dans le déplacement de la plaque. Exercice 9 page 186. PB : Montrer que le massif de l’Oisans a enregistré plusieurs phases de l’histoire Alpine. Sur la coupe géologique, on constate que le massif du Taillefer est - Découpé par de nombreuses failles normales = résultat de l’application de forces d’extension qui a affecté la croûte continentale, délimitant des blocs basculés = tectonique d’extension divergence (rifting) - Sédiments solidaires du socle,avec même pendage = affectés par les failles (Trias) sédiment antérift - Sédiments disposés « en éventail »(jurassique inférieur) = sédiments déposés lors du basculement des blocs au cours du rifting sédiment synrift. - Sédiments déposés horizontalement au sommet = déposés après l’arrêt du basculement = arrêt des forces d’extension sédiment postrift. Il s’agit de vestiges d’une marge passive qui bordait l’océan alpin pendant le Jurassique, le massif du Taillefer étant considéré comme un ancien bloc basculé, résultat d’un rifting mis en plce au jurassique inférieur et moyen . À la base du bloc basculé, une faille inverse découpe les différentes roches (trias et jurassique inférieur) = faille inverse caractérisant une tectonique en compression Cette faille s’est formée au cours d’une phase compressive associée à une convergence (collision). Le massif du Taillefer a donc enregistré deux épisodes de l’histoire géologique des Alpes : Rifting et océanisation puis la collision. Exercice 10 page 187 PB : Montrer à l’aide d’une observation de roches alpines qu’une subduction a précédé la collision. L’observation macroscopique et microscopique des différentes roches présentées permet de déterminer les compositions minéralogiques de chacune d’elle. Il est alors possible, en fonction des associations minérales trouvées, de placer chaque roche dans le diagramme PT. Les conditions PT etablies pour chaque association minéralogique nous permettront de retracer le trajet des roches. Analyse des roches.(voir TP4 : http://beaussier.mayans.free.fr/spip.php?article674 et le cours : http://beaussier.mayans.free.fr/spip.php?article593 ) Pour chaque roche du gabbro à l’éclogite, on constate une diminution des températures et une forte augmentation de la pression. Sachant que ces roches ont toute la même composition chimique, seul le phénomène de subduction peut expliquer l’évolution des conditions PT subies par les roches de la croûte océanique.
