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SVT 1èreS4 examen n°1 coefficient 5 Calculette interdite. Nom ? ... La
tectonique des plaques. En 1912 ... 1- Le basalte et le gabbro dérive du même
magma.
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SVT 1èreS4 examen n°1 coefficient 5 Calculette interdite
Nom
Prénom
Date :
Enseignant : M P. VALLEE
Partie I (10 points)
La tectonique des plaques
En 1912, Alfred Wegener propose sa célèbre théorie. Ses arguments nattirent pas lattention des scientifiques. Toutefois, 50 ans plus tard, à la lueur de faits scientifiques indiscutables, elle sera finalement acceptée.
Après avoir rappelé, dans lintroduction, la théorie de Wegener, vous expliquerez quelles preuves ont permis de valider le modèle que des scientifiques tels que Arthur Holmes en 1945, Harry Hess en 1962 et Vine et Matthews en 1963 ont progressivement conforté.
Votre réponse inclura une introduction, un développement structuré, une conclusion et sera illustrée de schémas soignés. Vous ne discuterez pas la naissance de la théorie mais la citation des auteurs et de leurs travaux seront quelquefois judicieusement intégrées dans votre étude.
Conseils : Introduction : rappeler la théorie, poser le problème, annoncer le plan détude
Plan du développement : très apparent (Exemple : A/ 1/
), les titres seront soulignés, les schémas titrés et encadrés.
Conclusion : répondre au problème, proposer une ouverture
Partie II Exercice 1 (3 points)
La tectonique des plaques
Le document présente des résultats de mesures grâce au système GPS (Global Positioning System).
A partir de létude du document et sachant que le point de mesure correspond toujours à lorigine du vecteur, exploitez les résultats proposés et concluez quant au déplacement mis en évidence.
Partie II Exercice 2 (5 points)
Formation des plaques lithosphériques au niveau des dorsales océaniques.
On se propose de mettre en évidence la production de lithosphère au niveau des dorsales. Votre étude relative au magmatisme des dorsales, qui pourrait être présenté comme un volcanisme basaltique à lorigine de lexpansion des fonds océaniques, vous permettra de résoudre de manière plus précise le problème suivant : « Quels sont les mécanismes à lorigine de la production de nouvelle lithosphère au niveau du rift ? ».
Après avoir présenté les documents et en utilisant vos connaissances, répondez aux questions suivantes :
Questions :
1- Le basalte et le gabbro dérive du même magma. Ils ont la même composition chimique.
Expliquez pourquoi le basalte a une texture microlitique et le gabbro une texture grenue.
2- Une augmentation de température est-elle obligatoirement nécessaire pour provoquer la fusion partielle dune roche du manteau terrestre ?
3- Expliquez pourquoi le magma produit par fusion des péridotites na pas la même composition que ces péridotites.
4- Résumez les mécanismes à lorigine de la production de nouvelle lithosphère au niveau du rift.
Partie II Exercice 1 (3 points)
La tectonique des plaques
Bordas, collection Tavernier Lizeaux, pages 301
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Partie II Exercice 2 (5 points)
Formation des plaques lithosphériques au niveau des dorsales océaniques.
Bordas, collection Tavernier Lizeaux, pages 316/317
Document 1
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Document 2
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Document 3
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Document 4
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correction partie I Nom :
Prénom :
les preuves confortant la théorie de Wegener : la dérive des continents.1Introduction problème judicieux, annonce du plan Lexemple ci-dessous est proposéProblématique :
En 1912, Wegener propose la théorie de la dérive des continents. Cette idée argumentée sera reprise plus tard par Holmes, Hess, Vine et Matthews. Cependant, faute darguments décisifs il a fallu attendre cinquante ans avant quenfin soit acceptée lidée que Wegener avait perçue.
« Quels arguments, aujourdhui, confortent lidée de dérive des continents ? » Autrement dit, quels arguments appuient les idées de scientifiques qui ont longuement cherché, malgré les réticences et la passivité des uns et des autres, à faire jaillir la vérité ?Annonce du plan :
Parmi ces preuves, citons le paléomagnétisme, la vitesse dexpansion, lâge des fonds océaniques, les points chauds et les dépôts sédimentaires. Ces arguments qui étayeront lexpansion des masses lithosphériques seront appuyés par une dernière preuve, irréfutable, basées sur les apports du GPS, fruit dune technologie moderne et qui viendra clore notre étude.0,5théorie de Wegener dégagée dans lintroduction1développement : plan très apparent / titres soulignés 0,251/ Paléomagnétisme0,5Mise en mémoire du champ magnétique (dans les roches) (ou fossilisation du champ magnétique)0,5Ce champ magnétique fossilisé permet de déterminer la position du paléopôle au moment de la formation de la roche0,5Déplacement apparent du paléopôle révélé par des roches prélevées sur le même continent mais dâges variés0,5Des Anomalies magnétiques (négatives ou positives, dans le fond des océans) sont réparties symétriquement par rapport à laxe de la dorsale0,5Axe magnétique stable, donc le continent se déplace (la reconstitution de son trajet est alors possible)1schémas paléopole exemple Bordas p2922schémas anomalies magnétiques exemple Bordas p2930,252/ 1963 : hypothèse de Vine et Matthews0,5Ils rapprochent des faits et des idées = anomalies magnétiques, symétrie relative à laxe de la dorsale, hypothèse du double tapis roulant ( Hess)0,5Ils suggèrent que le basalte formé au niveau des dorsales enregistre le magnétisme et donc les anomalies0,5Lhypothèse de Hess leur permet dexpliquer que le plancher océanique se forme par une montée de lave basaltique dans laxe des dorsales0,5Et que les basaltes les plus anciens sont repoussés de part et dautre et symétriquement par rapport à laxe de la dorsale0,5Ce plancher est donc en perpétuelle expansion à la manière dun double tapis roulant1schémas de « lhypothèse de hess = double tapis roulant » exemple Bordas p291 ou p2940,253/ Vitesse dexpansion et âges des fonds océaniques0,5Les roches les plus anciennes ne dépassent pas environ 200 Ma doù la disparition du plancher (subduction)0,5Il existe des dorsales lentes et rapides (double expansion de part et dautre de laxe de la dorsale)0,5Il existe des failles transformantes preuves dune expansion par coulissage décalant les dorsales0,254/ Dépôts sédimentaires0,5Lépaisseur des sédiments augmente avec léloignement du rift de la dorsale0,5Les sédiments au contact du basalte sont dautant plus âgés quils sont éloignés du rift1,5schémas des « dépôts sédimentaires » exemple Bordas p2970,255/ Points chauds0,25On constate des alignements de volcans éteints, un seul est éruptif, cest le point chaud0,25Ce point chaud est une région fixe du manteau profond qui envoie des panaches de magma qui perforent la plaque épisodiquement0,25La direction et la vitesse de déplacement sont fossilisées par léloignement des volcans (éteints)0,25La plaque lithosphérique se déplace donc au dessus de ce point chaud immobile0,5schémas des « points chauds » exemple Bordas p299 ou p3070,256/ GPS0,25Technique de mesure très précise, en temps réel, du déplacement des plaques0,25Elles confirment les valeurs obtenues par les méthodes géologiques concernant la dérive des continents1conclusion réponse au problème, ouverture Lexemple ci-dessous est proposéRéponse au problème :
En 1912, Wegener propose la théorie de la dérive des continents : un super continent, la Pangée, sest fragmenté au début de lère secondaire et, depuis cette date, les masses continentales issues de cette fragmentation dérivent à la surface de la Terre.
En 1945, Arthur Holmes propose lhypothèse des mouvements de convection dans le manteau mais, faute de preuves, cette idée mettra vingt ans avant dêtre validée. En 1962, Harry Hess, intégrant les idées de Holmes, propose lhypothèse du double tapis roulant. En 1963, Vine et Matthews, rapprochant des faits (anomalies magnétiques
) et des idées (Hess
) montrent que le plancher océanique est en perpétuel expansion. Pourquoi a-t-il fallu attendre cinquante ans avant quenfin soit acceptée lidée que Wegener avait perçue ? Parce quil a fallu des preuves, des arguments, qui aujourdhui, confortent lidée de dérive des continents s i chère à Wegener. Autrement dit, ces arguments ont appuyé les idées de ces scientifiques qui ont longuement cherché, malgré les réticences et la passivité des uns et des autres, à faire jaillir la vérité.
Les preuves confortant la théorie de Wegener sont donc apportées par le paléomagnétisme que Vine et Matthews ont su utiliser pour appuyer lhypothèse du double tapis roulant de Hess. La vitesse dexpansion, lâge des fonds océaniques, les points chauds et les dépôts sédimentaires furent aussi des arguments qui ont, sans équivoque, étayé lexpansion des masses lithosphériques. Une dernière preuve, elle aussi irréfutable, basée sur les apports du GPS, fruit dune technologie moderne a clos, sur une note positive, notre étude.Ouverture :
Lidée de dérives des continents est maintenant irréfutable. Posons-nous maintenant la question du devenir à long terme de ces déplacements, fruits dune tectonique très active ? Que deviendront ces plaques lithosphériques lorsque la chaleur interne de la Terre sera complètement dissipée ? Que deviendra la vie lorsque lavenir géologique de notre planète bleue figera la matière ? Pensée et raison viendront-elles illuminer notre désir dimmortalité ?
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Correction partie II Nom :
Prénom :
Partie II Exercice 1 (3 points)
La tectonique des plaques
Informations tirées du document0,25- La faille de San Andreas sépare deux plaques (Amérique du nord / Pacifique)0,25- Représentations vectorielles du déplacement relatif des plaques (grâce au système GPS)0,25- La mesure des vecteurs nord est supérieure à celle des vecteurs sud (vecteurs parallèles)0,25- Le sens des vecteurs sud a tendance à sécarter de celui des vecteurs nordExploitation des informations0,25- Le bloc sud de la faille a tendance à sécarter du bloc nord0,25- Mais la vitesse décartement de ce bloc sud est plus faible que la vitesse de déplacement du bloc nord 0,25- La Californie ne sest pas détachée du reste du continent0,25- Ceci pourrait cependant se produire dans les millions dannées à venirConclusion1- Les vecteurs représentés montre que le mouvement de part et dautre de la faille de San Andreas est un mouvement de coulissage.
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Partie II Exercice 2 (5 points)
Formation des plaques lithosphériques au niveau des dorsales océaniques.
1- Le basalte et le gabbro dérive du même magma. Ils ont la même composition chimique.
Expliquez pourquoi le basalte a une texture microlitique et le gabbro une texture grenue.
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0,25- Doc1 : il montre une succession verticale de roches superposées et une faille
- Dans certaines zones favorables, les géologues peuvent accéder directement aux couches profondes du plancher océanique, habituellement inaccessibles ; ce qui permet de définir
- la succession verticale des roches qui forment la lithosphère : trois couches superposées sont repérables dans les différents océans, soit de haut en bas, sans tenir compte des sédiments :
- basalte, gabbro et péridotites.0,25
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0,25- Doc2 : il est centré sur lorigine magmatique du plancher océanique.
- Une chambre magmatique est mise en évidence dans la zone axiale de la dorsale ce qui représente un argument intéressant.
- Une coupe théorique montre la structure de la lithosphère.
- on rappelle que le gabbro a une texture grenue et le basalte une texture microlitique
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Ainsi est-il possible de répondre à la question :
- Le basalte et le gabbro dérivent du même magma et ont la même composition chimique, toutefois le basalte a une texture microlitique (hémicristalline = verre + microcristaux + phénocristaux) et le gabbro une texture grenue (holocristalline, c'est-à-dire entièrement cristallisée)
- Cette différence est à mettre en relation avec la position plus ou moins profonde de ces deux roches et la vitesse de refroidissement des magmas correspondants.
- Les gabbros cristallisent lentement et entièrement en profondeur, tandis que
- Le basalte est une roche qui a subit un refroidissement plus ou moins brutal en surface.
A noter toutefois que le phénomène est plus complexe car ce refroidissement du magma peut se faire en plusieurs étapes, en commençant par la chambre magmatique dans laquelle différents phénocristaux peuvent se former par cristallisation fractionnée
2- Une augmentation de température est-elle obligatoirement nécessaire pour provoquer la fusion partielle dune roche du manteau terrestre ?
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- Doc3 : Graphe « Pression Température » permettant de comprendre que la décompression des péridotites provoque leur fusion.
- Deux courbes sont représentées, le solidus et le liquidus.
- Le solidus représente léquilibre entre solide/première goutte liquide
- Le liquidus représente léquilibre liquide/apparition du premier cristal.
- Pour une profondeur, ou pression, déterminée, la fusion (ou la solidification) est provoquée par une augmentation (ou une diminution) de température.
- Pour une Température donnée, la fusion (ou la solidification) est provoquée par une diminution (ou une augmentation) de pression, c'est-à-dire par une décompression (ou une compression)0,25
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0,25- Ainsi, le solidus peut être franchi À T° constante si le matériau se rapproche de la surface, le milieu subissant alors une décompression
- La flèche ascendante sur le doc3 montre litinéraire P-T dune péridotite remontant assez rapidement vers la surface pour que sa T° reste stable au moins jusque vers 70 km.
- Donc, une augmentation de T° nest pas obligatoirement nécessaire pour provoquer la fusion partielle dune roche du manteau terrestre :
- En conséquence, les magmas sont issus de la fusion partielle des péridotites du manteau induite par décompression. (Ils sont de nature basaltique au niveau de la dorsale : pourquoi ? Réponse Doc4)
3- Expliquez pourquoi le magma produit par fusion des péridotites na pas la même composition que ces péridotites.
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0,25- Doc4 : Fusion partielle des péridotites : formation du magma basaltique.
- ce document permet de comprendre que la composition du liquide de fusion partielle est différente de la composition des péridotites où il prend naissance.
- Ainsi, le début de la fusion partielle de la péridotite initiale génère un liquide magmatique qui migre vers la surface et dont la composition est différente de la composition du liquide initiale.
- En effet, des éléments chimiques restent dans ce liquide, dautres restent dans la partie non fondue (appelés éléments « réfractaires »).
- Ainsi la partie non fondue constitue la péridotite finale
tandis que
la partie liquide extraite au maximum génèrera
- La partie liquide extraite génèrera soit des gabbros si la cristallisation est lente et totale en profondeur
- Soit du basalte si le liquide est émis et refroidit rapidement en surface comme cest le cas au niveau des dorsales océaniques.
0,25Ainsi sexplique pourquoi le magma produit par fusion des péridotites na pas la même composition que les péridotites initiales.
- De plus cette fusion partielle permet de comprendre la superposition caractéristique des couches lithosphériques océaniques : péridotites, gabbro, basalte
4- Résumez les mécanismes à lorigine de la production de nouvelle lithosphère au niveau du rift.
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0,5
0,5Bilan : Les mécanismes à lorigine de la production de nouvelle lithosphère au niveau du rift sont :
- Montée de matériel chaud (péridotites dites « initiales ») sous laxe de la dorsale ;
- Fusion partielle induite par la décompression et la production de « jus » magmatiques qui percolent vers le haut :
- Injection de ces « jus » dans les fissures liées à la distension de la dorsale ;
- Formation des basaltes à partir des magmas les plus superficiels et
- De gabbros à partir des magmas restés en profondeur
- Le tout surmontant les péridotites finales
- Lensemble « basaltes / gabbros / péridotites finales » forme une nouvelle lithosphère océanique dans laquelle
- sinjecteront ultérieurement de nouveaux magmas dans laxe de la dorsale, au niveau du rift.
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