6 p 185 1. Le repérage des isobathes figurées sur la carte

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1. Le repérage des isobathes figurées sur la carte (document 1) permet de préciser la position du toit
de la lithosphère subduite sous l’arc volcanique actif et de le situer à une profondeur comprise entre
150 km (à l’Ouest) et 180 km (vers l’Est) en considérant un angle constant pour caractériser le
plongement du panneau lithosphérique subduit entre la fosse et l’endroit où son toit se situe à
200 km de profondeur.
2. L’étude du tableau d’analyses (document 2) montre que toutes les roches volcaniques présentent
des pourcentages en silicium et en éléments alcalins supérieurs à ceux du manteau hydraté source
de magma ; de même, ces roches présentent des pourcentages en éléments ferromagnésiens
inférieurs à ceux de ce même manteau.
La fusion partielle du manteau qui est à l’origine de la formation de magmas dans les zones de
subduction semble opérer un tri parmi les éléments constitutifs de la péridotite source : elle favorise
le passage de certains éléments (Si, Na, K) dans les liquides magmatiques par rapport à d’autres
(Fe, Mg) qui demeurent préférentiellement au sein de la péridotite.
3. Si on considère que la fusion partielle des péridotites hydratées du manteau est à l’origine d’un
même magma initial, la diversité de composition des roches volcaniques observées sur l’île traduit
donc une possibilité d’évolution chimique de ce magma initial au cours de sa remontée au travers de
la lithosphère qui porte l’arc volcanique.
4. Les roches volcaniques les plus anciennes observées sur l’île de Java semblent être âgées de près
de 40 Ma, ce qui semble indiquer que cette zone de subduction et le volcanisme qui lui est associé «
fonctionnent » au moins depuis cette époque.
Remarque :
Il se pourrait bien sûr que des roches volcaniques plus anciennes aient été mises en place puis
érodées ultérieurement, ce qui ne permet donc plus de les observer actuellement ; l’âge proposé est
donc un âge minimal.
Détail du calcul :
• L’angle α de plongement du panneau subduit est tel que sa tangente est égale au rapport de la
profondeur de son toit (z) sur la distance (d) qui sépare la fosse de l’endroit en surface sous lequel
cette profondeur est atteinte ; donc α = arc tan(z/d).
Pour évaluer l’angle de plongement moyen entre 0 et 200 km de profondeur, on évalue dans un
premier temps la distance d séparant la fosse de l’endroit qui, en surface, est situé à la verticale de
l’isobathe 200 km ; dans le cas présent, d = 230 km dans le secteur passant par le volcan Mérapi.
On peut alors calculer le rapport z/d = 0,86 et déterminer l’angle α
correspondant tel que tan(α) = 0,86 ; on trouve α = 41°.