CARACTERISTIQUES ET DYNAMIQUE DES LITHOSPHERES OCEANIQUES ET CONTINENTALES

PROGRAMME DU LYCEE

Theme
Notions / Activites 1ereS
Notions /Activités TS

A - La dualité Océan-Continent

La distribution bimodale des altitudes permet suggérer que fonds océaniques et continents sont constitués de 2 matériaux de nature différente.


MANIP : Réalisation de la courbe hypsographique à partir d'une série de relevés d'altitudes (géocontext)
DOCS : Comparaison courbe bimodale / gaussienne ; confrontation aux notions de SIAL SIMA ; confrontation avec la théorie de la contraction thermique de la Terre (Suess).
Doc / Enoncé TP / Fichier excel

 

Les études sismiques révèlent la présence d'enveloppes de masses volumiques moyennes différentes

MANIP : Mesure de la vitesse d'un même séisme se propageant dans croûte océanique (plancher ligure) et dans la croûte continentale (edusismo)

 

Réinvestissement des acquis de 1ere: dualité pétrographique, altitudes, épaisseurs...

L'âge de la croûte océanique n'exède pas 200 MA, alors que la croûte continentale peut être beaucoup plus ancienne ( 4 Ga)

 


 

B - L'équilibre isostasique de la lithosphère sur l'asthénosphère


Concept de lithosphère et d'asthénosphère

MANIP : Réaliser des mesures de vitesse de propagation d'ondes à travers un même matériau mais à des températures différentes (Audacity, pâte à modeler, cierge…)

MANIP : Construction du concept de lithosphère et d'asthénosphère déduit de l'étude des vitesses des ondes sismiques au niveau d'une zone de subduction (Exemple : Travaux d'Oliver et Isaacks au niveau des Tonga) Doc

REMARQUE : L'etude de l'isostasie est en principe réservée au niveau TS. Cependant, l'aborder simplement en 1ere S semble pertinent, pour faire le lien entre dualité altitudinale, masses volumiques, natures pétrographiques des 2 croûtes… et faciliter la compréhension en TS des phénomènes de réajustements isostasiques. Aborder l'isostasie peut relever de l'accompagnement personnalisé… en convergence avec la physique chimie.

Dans un contexte d'équilibre isostasique, les reliefs élevés au niveau des chaînes de montagne sont compensés par une racine crustale, ce qui montre que la croûte continentale est épaissie par sa surface et par sa base.

MANIP : Modélisations analogiques (tapioca) ou numériques d'équilibre isostasique (Excel, Powerpoint, Google Earth)
- Présentation générale: Doc
- Modelisation numerique (calculs+powerpoint) Enonce / corrigé
- Modelisation numérique (racine crustale, excel + google earth): fichier excel
- Fiche technique logiciel simulairy: Doc
- Animation isostasie: ici

MANIP : Tracé du Moho théorique sous une chaîne de montagne (geocontext et excel)
Cette activité peut aussi permettre la comparaison de la profondeur du Moho dans des massifs anciens / récents.
Enoncé / Principe et résultats / Fichier excel

MANIP : Sujet Type ECE: Mise en évidence de la profondeur du Moho sous les Alpes à partir de données sismiques (Sismolog + simulairy)
Enoncé du TP / carte à compéter / Fiche technique sismo / fichier excel
Carte corrigée / fichier excel corrigé /TP corrigé

SCIENT : Gravimétrie et isostasie: quelques bases scientifiques: Doc

Indices pétrographiques et minéralogiques (métamorphisme, anatexie) de l'épaississement crustal : Un exemple régional, le massif des Maures

DOC: Sujet type ECE "indices minéralogiques de l'épaississement crustal dans le massif des Maures"
Enonce / doc élève / corrigé TP / pour approfondir /

DOC : Exercice Ecrit IIB "L'origine du granite d'anatexie dans le massif des Maures"
Enonce / corrigé

C - Formation des lithosphères océaniques et continentales

La divergence des plaques de part et d'autre de la dorsale permet la mise en place d'une lithosphère nouvelle à partir de matériaux d'origine mantellique (décompression adiabatique de la péridotite --> Fusion partielle)

Preuve de l'expansion océanique: la distribution symétrique des anomalies magnétiques

MANIP / SCIENT: Magnétisme rémanent et point de Curie (vidéo)
Doc / video

La production de nouveaux matérieux continentaux se réalise au niveau des zones de subduction à partir de la fusion partielle de matériaux d'origine mantellique

Le contexte permettant la fusion partielle de la péridotite est très différent de celui vu en 1ere S (abaissement de la T° de fusion par hydratation de la péridotite)

SCIENT : Cas particulier du magmatisme adakitique: Doc

D - Disparition des lithosphères océaniques et continentales
La disparition de la lithosphère océanique est connue depuis le collège. Elle est évoquée en 1eS dans l'idée d'un recyclage lithosphérique.

Subductions océaniques et continentales (collision) sont étudiées dans le cadre de:
- Formation des chaînes de montagne
- Magmatisme de subduction

Mécanismes de destruction des reliefs (croûte continentale) et devenir des matériaux de démantèlement:

MANIP : Etude minéralogique d'un produit de l'altération (Ex : Observation bino sables Massif des Maures) Doc / Fiche de reconnaissance des minéraux du métamorphisme

Comparaison chaîne ancienne / récente --> forte proportion à l'affleurement de matériaux formés à grande profondeur (granitoïdes, roches métamorphiques) dans les chaînes anciennes
MANIP : Calcul surface occupée par granitoïdes ou roches métamorphiques dans plusieurs massifs montagneux (Mesurim)
Pistes pédagogiques / fichier kmz (google earth) / carte france / carte massif central / carte massif armoricain / carte alpes / carte pyrénées

Le réajustement isostasiques participe à la disparition des reliefs

MANIP / DOC : Estimation de "vitesse de remontée" en utilisant la datation des roches métamorphique, des courbes théoriques. Confrontation avec des modèles numériques (Simulairy)
Données théoriques / Exemple des Alpes / Exemple des Maures

L'érosion débute dès la formation du relief

DOC : Brèches en éventail sur le flanc Sud du Luberon: Doc

Quelques phénomènes tectoniques qui participent à l'éffecement des reliefs (exemple: extension tardi-orogéniques dans les Alpes)

SCIENT : Principe de la simotectonique (mécanismes au foyer): Doc / animation failles

SCIENT : Quelques marqueurs de l'évolution tardi orogéniques dans les Alpes
Approfondissement: Marqueurs sismiques / Marqueurs tectoniques et GPS

MANIP : Extension tardi orogénique déduite de données GPS
Enoncé excel / corrigé excel / fiche technique excel / récupérer données GPS / Conversion fichier txt en xls / carte des stations

Quelques réflexion centrées autour de la cohérence verticale
1- La dualité géologique océan / continent
2- La disparition des reliefs
3- La magmatisme des zones de subduction
4- Les témoins de la collision (Cas des Alpes)

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