Problème général : Comment expliquer les différences d altitude moyenne entre continents et océans?

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1 DISTRIBUTION DES TERRES ET DES MERS Observations : Les continents sont essentiellement en relief (altitude moyenne des terres de 840 m - de 0 à 9 km environ) Les océans sont essentiellement en profondeur (profondeur moyenne des océans de 3795 m - de 0 à 11 km environ) Problème général : Comment expliquer les différences d altitude moyenne entre continents et océans?

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3 Hypothèses Acquis (1 ère S) : Même composition du manteau lithosphérique continental et océanique = péridotite Mais compositions différentes des croûtes : ogranite (+ gneiss) pour CC obasalte + gabbros pour CO BILAN : Les différences d altitude moyenne entre les continents et les océans s expliquent par des différences crustales (concernant la croûte terrestre).

4 Constat de départ La répartition bimodale des altitudes suggère des matériaux différents pour les océans et les continents. Le gabbro (roche magmatique plutonique) et le basalte (roche magmatique volcanique) sont les 2 principales roches de la croûte océanique. Leurs compositions chimique et minéralogique sont identiques car elles sont issues d un même magma. Le gabbro a cristallisé à la suite d un refroidissement lent, en profondeur et a une texture (structure) grenue. Le basalte a cristallisé à la suite d un refroidissement rapide, en surface et a une texture microlithique. Bien que la croûte continentale soit constituée de roches diverses, le granite est une roche représentative de cette enveloppe. C est une roche magmatique plutonique à structure grenue. Le manteau terrestre est constitué de péridotites. Cette enveloppe de la Terre est à l état solide. Source : TS-SVT Éditions BELIN Problème : En quoi la pétrographie de la croûte continentale peut-elle expliquer la différence d altitude entre continents et océans?

5 Géologie TP2 : CARACTÉRISATION PÉTROGRAPHIQUE DE LA LITHOSPHÈRE CONTINENTALE

6 RAPPELS 1 ÈRE S La texture des roches La texture grenue se dit d une roche entièrement cristallisée. Tous les minéraux sont visibles à l œil nu. Ils sont jointifs. La texture microgrenue : petits minéraux + micro-minéraux visibles uniquement au microscope. Ils sont jointifs. La texture microlitique : Minéraux + petits minéraux orientés nommés microlites, noyés dans un verre, pâte amorphe. Identification microscopique d un minéral Critères : la couleur en LPNA, la forme globale, le clivage, l altération, et la teinte de polarisation du minéral en LPA.

7 Identification des minéraux au microscope polarisant

8 RAPPELS 1 ÈRE S

9 Pyroxène Feldspath plagioclase Lame mince de gabbro observée au microscope polarisant en LPA Pyroxène Olivine Verre Feldspath plagioclase Lame mince de basalte observée au microscope polarisant en LPA

10 Après avoir déterminé quelles sont les roches constitutives de la croûte continentale, vous montrerez comment l existence de certaines d entre elles explique que les continents sont en altitude. La CC est composée : De roches sédimentaires (calcaires, grès, argiles ) De roches magmatiques (granites, laves ) De roches métamorphiques (gneiss, micaschistes )

11 Lame mince de granite observée au microscope polarisant en LPA (Lumière Polarisée Analysée) Feldspath plagioclase Mica noir (Biotite) Feldspath potassique (Orthose) Quartz Minéraux jointifs (et visibles à l œil nu) Structure grenue Le granite est une roche magmatique plutonique Cristallisation lente suite à refroidissement lent Cristallisation en profondeur Schéma d interprétation d une lame mince de granite observée au microscope polarisant (LPNA)

12 A l échelle macroscopique comme à l échelle microscopique, on observe : Des minéraux qui semblent aplatis Disposés en lits Distribués de façon non homogène et présentant des orientations préférentielles. Ce n est pas le cas dans un granite qui serait le protolithe (roche initiale avant déformation). Le gneiss est issu du granite et sa déformation, une réponse à l augmentation de la pression et de la température. C est une roche métamorphique

13 Le gneiss contient de la sillimanite, minéral absent dans le granite : l apparition de ce minéral est un indice supplémentaire d une modification de P et/ou de T en lien avec l épaississement de la croûte. Le gneiss est une roche métamorphique qui s est formée à plus de 20 km de profondeur.

14 Dans un diagramme PT des états d une roche (ex déjà connu : celui de la péridotite) on voit que la présence d eau abaisse la température du solidus, c est-à-dire la T de fusion d une roche.

15 L eau apportée par les roches sédimentaires abaisse le solidus du gneiss. Lors de l enfouissement du gneiss les conditions de PT permettent une fusion partielle de celui-ci. La recristallisation de ce magma donnera du granite.

16 Recristallisation du Magma in situ donnant du granite. Gneiss «résiduel» très déformé non fondu : Restite + = Migmatite Les migmatites sont des roches qui se sont formées à environ 30 km de profondeur.

17 EN CONCLUSION Les roches métamorphiques comme le gneiss, trouvées dans les chaînes de montagnes, sont le résultat de transformations à l état solide liées à une augmentation de la pression et de la température d une roche initiale. Certaines roches comme les migmatites témoignent d une fusion partielle liée à cette augmentation de P et de T. C est l enfouissement des roches de surface et l empilement de nappes qui entraîne ces augmentations, d où des conditions favorables à l apparition de ces roches. Elles sont donc des témoins pétrologiques d un épaississement de la croûte continentale. Or, si la croûte continentale est épaissie par rapport à la croûte océanique, la conséquence est une différence d altitude moyenne entre continents et océans : les continents sont en altitude (au-dessus du niveau de la mer) alors que le plancher océanique est en profondeur (au-dessous du niveau de la mer.

18 BILAN : La croûte continentale est principalement formée de roches voisines du granite. Des indices pétrographiques (métamorphisme, traces de fusion partielle) mettent en évidence un épaississement de la croûte continentale par rapport à la croûte océanique.

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