Chap2 TS LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE : CONTEXTE

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Chap2 TS
LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE : CONTEXTE DE LA FORMATION DES CHAINES DE MONTAGNES
Accroche
Restitution des acquis
Mobilisation des connaissances
communiquer
- Identification des zones de convergence : chaîne de montagne + zone de subduction
- Rappel de la nature pétrographique des roches de la lithosphère océanique : basalte, gabbro, péridotite
- Lieu de formation de la croûte océanique
animation flash accrétion océanique
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=geo-0014-1
Les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence de deux plaques, les failles transformantes, le lieu du coulissage de deux
plaques.
Au niveau des chaînes de montagne, la croûte continentale s’épaissie. Cet épaississement est dû à un raccourcissement et à un
empilement des terrains qui témoignent de déplacements horizontaux.
Problèmes :
- Quelles informations les roches à l’affleurement nous livrent-elles sur la formation des chaînes de montagnes ?
- Quel est le moteur de la convergence ?
I- LES TRACES DE DOMAINE OCEANIQUE :
Activité 1 chap2 TS : vestiges d’un ancien domaine océanique
Capacités et attitudes :
- Recenser, extraire et organiser des données
- Extraire et organiser des informations pour formuler des hypothèses
- Mettre en relation des informations, raisonner
- Communiquer en rédigeant une synthèse
 arguments montrant que les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique.
 localisation des ophiolites dans les Alpes par rapport aux plaques lithosphériques en présence et formulation d’
hypothèses permettant d’expliquer cette localisation.
Dans la plupart des chaînes de montagnes, affleurent des complexes de roches appelés ophiolites, qui sont constitués de
péridotites transformées en serpentinites, de gabbros, de basaltes en coussins et de roches issues de l’accumulation de sédiments
en profondeur en milieu océanique ( les radiolarites)
Les ophiolites sont interprétées comme des vestiges d’une ancienne lithosphère océanique.
Les ophiolites sont situées au cœur des chaînes de montagnes, à la frontière des deux plaques lithosphériques.
Cette formation suggère que la formation d’une chaîne de montagne est associée à la fermeture d’un domaine océanique dans un
contexte de convergence entre deux plaques lithosphériques.
Pb : Quels sont les signes d’anciennes marges continentales ?
Activité 2 chap 2 TS : Les vestiges d’une ancienne marge continentale
– Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations de terrain.
– Organiser des informations afin d’établir une relation entre des structures géologiques alpines et la structure d’une marge passive
actuelle.
Livre p 170 – 171 + livre du pr

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 les principales caractéristiques d’une marge passive :
 les arguments qui suggèrent que le paysage étudié est une ancienne marge continentale passive.
 la disposition relative des formations géologiques des marges africaine et européennes témoigne d’un processus de
raccourcissement lithosphérique.
 la présence des marges continentales dans la chaîne des alpes témoigne d’un processus de convergence lithosphérique
associée à la disparition d’un domaine océanique.
Dans les alpes comme dans la plupart des chaînes de montagne on observe la présence de deux anciennes marges continentales
passives. Ces marges sont identifiables par la présence de blocs basculés séparés par des failles normales et ou de sédiments de
milieux océaniques peu profonds caractérisant les marges passives.
Le rapprochement au sein d’un même massif montagneux de deux marges continentales autrefois séparées par un océan
témoigne également du contexte de convergence entre deux plaques lithosphériques associé à la formation d’une chaîne de
montagne.
Pb : Comment montrer des vestiges d’une ancienne subduction dans les alpes ?
Activité 3 chap2 TS : les vestiges d’une ancienne subduction dans les alpes
TP1 chap 2 - TS Les arguments d’une ancienne subduction dans les alpes
-utiliser un microscope polarisant
Identifier des minéraux
Communiquer à l’aide de modes de représentation
Adopter une démarche explicative
TP2 chap2 TS Histoire des Alpes racontée par les métagabbros
– Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations pétrologiques.
– Organiser des informations afin d’établir une relation entre des minéraux observés dans les Alpes et le phénomène de subduction.
– Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’observations pétrologiques.
– Organiser des informations afin d’établir une relation entre des minéraux observés dans les Alpes et le phénomène de subduction.
Livre p 172 173
 les minéraux témoignant de la transformation des roches initiales et les conditions associées à leur formation, puis
expliquez en quoi leur présence peut témoigner d’une subduction de matériel océanique ou continental.
 la localisation des faciès métamorphiques dans les alpes, puis déterminez quelle marge, africaine ou européenne est entrée
en subduction.
Dans une roche, les associations de minéraux sont stables dans un domaine précis de pression et de température, et donc de
profondeur.
Lorsque les conditions P/T changent, la roche subit des transformations minéralogiques.
Dans les chaînes de montagnes, affleurent des roches océaniques ou continentales dont les minéraux portent les traces de
transformations minéralogiques à plus ou moins grande profondeur, ce sont des roches métamorphiques.
Les matériaux continentaux et océaniques montrent les traces d’une transformation minéralogique à grande profondeur au cours
de la subduction.

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Pb : quel est le scénario de la formation d’une chaîne de montagne ?
Activité 4 : Scénario de la formation d’une chaîne de montagne
Livre p 166-167 + recherches
– Recenser, extraire et organiser des informations à partir d’un modèle.
– Organiser des informations afin d’établir une relation entre un modèle et le réel.
Conclusion :
Les chaînes de montagnes présentent souvent des traces d’un ancien océan (ophiolites) et d’anciennes marges ( blocs basculés).
L’écrasement des matériaux océaniques résulte de l’affrontement de deux lithosphères continentales (collision)
L’essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire alors que la partie supérieure de la croûte s’épaissit par un
empilement de nappes de charriage dans la zone de contact des deux plaques.
Pb : quel est le moteur de la subduction ?
II- LE MOTEUR DE LA SUBDUCTION :
Activité 6 : évolution de la lithosphère océanique après sa formation :
Extraire et mettre en relation des informations
Raisonner à l’aide de calculs simples sur le lien entre âge, densité, subduction
Communiquer sous forme d’un schéma
Communiquer en rédigeant une synthèse
 l’évolution de l’épaisseur de la lithosphère océanique lors de son vieillissement.
Livre p 174-175
 l’évolution de la densité et de la subsidence (enfoncement) de la lithosphère océanique au cours du temps.
 l’épaisseur de la lithosphère océanique au seuil de la rupture de l’équilibre, puis calcul de l’âge de la lithosphère
correspondant.
 Construction d’un schéma bilan
Au fur et à mesure que la lithosphère océanique s’éloigne de la dorsale, elle s’épaissit en raison de l’augmentation de la
profondeur de l’isotherme 1300°C (limite lithosphère/ asthénosphère). Sa densité augmente avec son âge par ajout de manteau
lithosphérique plus dense (d=3.3) que la croûte océanique (d=2.9). Ainsi sa densité s’approche de celle du manteau
lithosphérique il en résulte un enfoncement de la lithosphère océanique : on parle de subsidence thermique.
La densité du manteau lithosphérique étant supérieure à celle du manteau asthénosphérique (d=3.25), la densité de la
lithosphère océanique finit par être supérieure à celle de l’asthénosphère. L’équilibre isostatique est rompu et, avec un certain
retard, la lithosphère entre en subduction.
Conclusion :
La différence de densité entre l’asthénosphère et la lithosphère âgée est la principale cause de la subduction.
En s’éloignant de la dorsale la l.o se refroidit, s’épaissit. L’augmentation de sa densité au-delà d’un seuil d’équilibre explique son
plongement dans l’asthénosphère.
En surface la lithosphère océanique n’excède pas 200Ma.
Pour aller plus loin