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SVT Thème La Terre dans l'univers, la vie, l'évolution du vivant.
Le domaine continental et sa dynamique
- En classe de première S, l'attention s'est portée principalement sur les domaines océaniques. On aborde ici les
continents. Il s'agit de dégager les caractéristiques de la lithosphère continentale et d'en comprendre l'évolution à
partir de données de terrain.
La compréhension de la dynamique de la lithosphère devient ainsi plus complète.
Bilans : granite, gabbro, basalte, péridotite ; le modèle de la tectonique des plaques ; volcanisme, recyclage
des matériaux de la croûte ; notions d'érosion, transport, sédimentation.
- La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale
La croûte continentale affleure dans les régions émergées. L'examen de données géologiques permet à la fois
d'expliquer cette situation et de nuancer cette vision rapide.
Les mécanismes de formation des montagnes sont complexes. On se limite au cas des reliefs liés à un
épaississement crustal dont les indices peuvent être retrouvés sur le terrain et/ou en laboratoire.
- La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l'asthénosphère. Les
différences d'altitude moyenne entre les continents et les océans s'expliquent
par des différences crustales.
La croûte continentale, principalement formée de roches voisines du granite, est
d'une épaisseur plus grande et d'une densité plus faible que la croûte océanique.
L'âge de la croûte océanique n'excède pas 200 Ma, alors que la croûte
continentale date par endroit de plus de 4 Ga. Cet âge est déterminé par
radiochronologie.
Au relief positif qu'est la chaîne de montagnes, répond, en profondeur, une
importante racine crustale.
L'épaisseur de la croûte résulte d'un épaississement lié à un
raccourcissement et un empilement. On en trouve des indices tectoniques
(plis, failles, nappes) et des indices pétrographiques (métamorphisme, traces
de fusion partielle).
Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques
permettent de reconstituer un scénario de l'histoire de la chaîne.
- Objectifs et mots-clés. Il s'agit de présenter trois grandes caractéristiques
continentales : épaisseur crustale, densité crustale, âges variés et parfois
très anciens. La radiochronologie des roches est fondée sur la décroissance
radioactive naturelle de certains éléments chimiques présents dans les
minéraux qui les constituent. On étudie un exemple d'indice tectonique et un
indice pétrographique de raccourcissement.
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La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes
Si les dorsales océaniques sont le lieu de la divergence des plaques et les failles transformantes une situation de
coulissage, les zones de subductions sont les domaines de la convergence à l'échelle lithosphérique. Ces régions,
déjà présentées en classe de première S, sont étudiées ici pour comprendre une situation privilégiée de
raccourcissement et d'empilement et donc de formation de chaînes de montagnes.
- Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d'un domaine
océanique disparu (ophiolites) et d'anciennes marges continentales
passives. La « suture » de matériaux océaniques résulte de l'affrontement de
deux lithosphères continentales (collision). Tandis que l'essentiel de la
lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte
s'épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux
plaques.
Les matériaux océaniques et continentaux montrent les traces d'une
transformation minéralogique à grande profondeur au cours de la subduction.
La différence de densité entre l'asthénosphère et la lithosphère océanique
âgée est la principale cause de la subduction. En s'éloignant de la dorsale, la
lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit. L'augmentation de sa densité
au-delà d'un seuil d'équilibre explique son plongement dans l'asthénosphère.
En surface, son âge n'excède pas 200 Ma.
- Objectifs et mots-clés. Subduction, collision. Les indices de subduction ou de
collision doivent pouvoir être reconnus sur divers types de documents. La
succession est présentée comme un scénario type, jamais parfaitement
réalisé sur le terrain. Subsidence thermique. Le rôle moteur de la traction par
la lithosphère océanique plongeante complète la compréhension de la
tectonique des plaques.
- Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux
Les zones de subduction sont le siège d'une importante activité magmatique qui aboutit à une production de croûte
continentale.
- Dans les zones de subduction, des volcans émettent des laves souvent
visqueuses associées à des gaz et leurs éruptions sont fréquemment explosives.
La déshydratation des matériaux de la croûte océanique subduite libère de
l'eau qu'elle a emmagasinée au cours de son histoire, ce qui provoque la
fusion partielle des péridotites du manteau sus-jacent.
Si une fraction des magmas arrive en surface (volcanisme), la plus grande
partie cristallise en profondeur et donne des roches à structure grenue de
type granitoïde. Un magma, d'origine mantellique, aboutit ainsi à la création de
nouveau matériau continental.
- Objectifs et mots-clés. Accrétion continentale ; granodiorite ; andésite
- La disparition des reliefs
Tout relief est un système instable qui tend à disparaître aussitôt qu'il se forme. Il ne s'agit évidemment pas ici
d'étudier de façon exhaustive les mécanismes de destruction des reliefs et le devenir des matériaux de
démantèlement, mais simplement d'introduire l'idée d'un recyclage en replaçant, dans sa globalité, le phénomène
sédimentaire dans cet ensemble.
- Les chaînes de montagnes anciennes ont des reliefs moins élevés que les
plus récentes. On y observe à l'affleurement une plus forte proportion de
matériaux transformés et/ou formés en profondeur. Les parties superficielles
des reliefs tendent à disparaître.
Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs.
Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solide ou
soluble, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés
où ils se déposent (sédimentation).
Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs.
L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et
constitue un vaste recyclage de la croûte continentale.
- Objectifs et mots-clés. Il s'agit de montrer que les chaînes de montagnes
sont des systèmes dynamiques et disparaissent. Comme les matériaux
océaniques, la lithosphère continentale est recyclée en permanence. Les
mécanismes sont cependant différents, ce qui explique que la croûte
continentale puisse conserver les roches les plus anciennes de la Terre.
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