Les continents. 30 % de la surface de la Terre. Reliefs variés

Transcription

1 Les continents 30 % de la surface de la Terre Reliefs variés

2 TS Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale.

3 Dynamique de la croûte continentale 2. Transformations 3. Disparition 1. Production

4 Comment la croûte continentale est-elle produite, transformée puis détruite?

5 Dynamique de la croûte continentale 1. Production

6 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction

7 Répartition des séismes et des volcans à la surface du globe

8 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction 1. Un témoin de la formation d un magma dans les zones de subduction : le volcanisme de type explosif

9 fosse Plaque chevauchante Plaque plongeante

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11 Des volcans de type explosif Nuée ardente poussières et gaz très haute température

12 Pression trop importante explosion la lave s accumule et se solidifie lave très visqueuse

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14 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction 1. Un témoin de la formation d un magma dans les zones de subduction : le volcanisme de type explosif 2. Les principales roches magmatiques qui se forment dans les zones de subduction

15 Des roches plutoniques et des roches volcaniques Roche plutonique Texture grenue Roche volcanique Texture microlitique

16 Texture microlitique Verre volcanique microlites phénocristaux

17 Modélisation vanilline A température ambiante Au frigo, 10 C Au frigo, 5 C

18 Des roches plutoniques et des roches volcaniques Refroidissement lent, en profondeur Roches plutoniques Texture grenue Refroidissement brutal, en surface Roches volcaniques Texture microlitique

19 Les roches magmatiques granitoïde

20 Diorite et andésite : deux roches de même composition

21 Granite et rhyolite : deux roches de même composition

22 Les roches magmatiques granitoïde

23 Granodiorite

24 Granitoïdes Richesse en silice

25 Granitoïdes riches en minéraux hydroxylés

26 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction 1. Un témoin de la formation d un magma dans les zones de subduction : le volcanisme de type explosif 2. Les principales roches magmatiques qui se forment dans les zones de subduction B. Origine du magma des zones de subduction 1. Les conditions de la fusion partielle des péridotites mantelliques

27 Le diagramme de phase des péridotites mantelliques anhydres Géotherme de la plaque chevauchante

28 Le diagramme de phase des péridotites mantelliques anhydres Diminution de la pression Géotherme de la plaque chevauchante Augmentation de température

29 Le diagramme de phase des péridotites mantelliques hydratées Fusion Partielle des péridotites mantelliques

30 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction B. Origine du magma des zones de subduction 1. Les conditions de la fusion partielle des péridotites mantelliques 2. Origine de l eau nécessaire à la fusion partielle des péridotites

31 La roche de départ : le gabbro océanique Pyroxene Plagioclase Plagioclase Pyroxene

32 Hydratation de la lithosphère océanique lors de son vieillissement

33 Gabbro à hornblende = métagabbro = gabbro métamorphisé dans le faciès des schistes verts Aspect macro et microscopique Plagioclase + Pyroxène + eau Amphibole brune de type Hornblende Plagioclase + Hornblende + eau Chlorite + Actinote (Amphibole verte) Minéraux principaux : Feldspaths plagioclases et hornblende Pl Hb Px Px

34 GABRRO FRAIS METAGABRRO (à hornblende, chlorite et actinote) = Schiste vert

35 métagabbro schiste vert Gabbro océanique Hydratation de la lithosphère océanique au cours de son vieillissement

36 métagabbro schiste vert Gabbro océanique métagabbro Du faciès schiste bleu Subduction Augmentation de la pression

37 Formation des métagabbros à glaucophane lors de la subduction Plagioclase + Chlorite + Actinote Amphibole bleue (Glaucophane) + eau déshydratation de la lithosphère océanique au cours de la subduction

38 métagabbro schiste vert Gabbro océanique métagabbro schiste bleu métagabbro éclogite Poursuite de la subduction Augmentation de la pression

39 Formation des éclogites lors de la subduction Plagioclase + Glaucophane Grenat + Pyroxène vert (Jadéite) + eau => Déshydratation de la lithosphère océanique

40 Hydratation SV SB déshydratation Eclo Les faciès métamorphiques de la subduction

41 Libération d eau Pression

42 Le diagramme de phase des péridotites mantelliques hydratées Fusion Partielle des péridotites mantelliques

43 Déshydratation de la lithosphère océanique lors de la subduction Gabbro 2 Péridotite 3 Gabbro du faciès «Schiste vert» 4 Gabbro du faciès «Schiste bleu» 5 Gabbro du faciès «Eclogite» Trajet de l eau hydratation 3 4 déshydratation Km de profondeur => fusion partielle 2 de la péridotite Hydratation de la péridotite de la plaque chevauchante

44 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction A. Une activité magmatique dans les zones de subduction B. Origine du magma des zones de subduction 1. Les conditions de la fusion partielle des péridotites mantelliques 2. Origine de l eau nécessaire à la fusion partielle des péridotites 3. Mise en place des roches de la croûte continentale à partir du magma

45 Les roches magmatiques formées lors de la subduction andésite rhyolite granodiorite diorite Roches volcaniques Roches plutoniques magma

46 Cristallisation fractionnée

47 Contamination Contaminations (=échanges d éléments) magma

48 Magma visqueux, riche en silice

49 Accrétion continentale Magma basaltique Cristallisation fractionnée Contamination Diorite Granitoïdes de la CC Granodiorite Granite

50 La subduction : zone de production de roches de la croûte continentale. 1. Hydratation de la lithosphère océanique Metagabbro Gabbro (schiste vert) Metagabbro (schiste bleu) 2. Déshydratation de la lithosphère océanique lors de la subduction granitoïdes Metagabbro (éclogite) Andésites + rhyolites 4. Ascension du magma => roches plutoniques en profondeur et roches volcaniques en surface 3. Hydratation de la plaque chevauchante Diminution de la température de fusion des péridotites => fusion partielle => formation de magma (100 Km)

51 Dynamique de la croûte continentale 2. Transformations 1. Production

52 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes

53 Déformations de la croûte continentale

54 ETAT INITIAL CONTRAINTES COMPRESSIVES EPAISSISSEMENT RACCOURCISSEMENT Epaississement de la croûte continentale

55 Mise en place d une racine crustale

56 Argile Transformations pétrographiques

57 Dynamique de la croûte continentale 2. Transformations 3. Disparition 1. Production

58 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes

59 2 types de chaines de montagnes Des chaines anciennes Des chaines récentes

60 Les roches à l affleurement Roches plutoniques et métamorphiques dans les chaines anciennes Roches sédimentaires, plutoniques et métamorphiques dans les chaines récentes

61 Profondeur du Moho sous les reliefs récents et anciens Pas de racine crustale dans les chaines anciennes Existence d une racine crustale dans les chaines récentes

62 Comparaison chaine récente et chaine ancienne - Reliefs élevés - Affleurement de roches sédimentaires, plutoniques et métamorphiques - Présence d une racine crustale - Reliefs peu importants - Affleurement de roches plutoniques et métamorphiques - Pas de racine crustale

63 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs

64 Temps nécessaire pour aplanir un relief

65 Erosion

66 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs 1. Altération des roches a) altération physique

67 Altération physique Alternance gel/dégel

68 Altération physique Les variations brutales de température

69 Altération physique L action des glaciers

70 Altération physique Action du vent

71 Altération physique Racines des végétaux

72 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs 1. Altération des roches a) altération physique b) altération chimique

73 Altération chimique Hydrolyse Minéral d origine + eau nouveau minéral + ions en solution Muscovite (mica) + eau illite + K +

74 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale I. La production de nouveaux matériaux continentaux au niveau des zones de subduction II. Les transformations subies par la croûte continentale lors de la formation des chaines de montagnes III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs 1. Altération des roches 2. Transport et sédimentation

75 Transport des éléments issus de l altération

76 Transport des particules solides dans l eau

77 Charge sédimentaire de l isère

78 Dépôt des produits d érosion

79 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs 1. Altération des roches 2. Transport et sédimentation 3. Les phénomènes tectoniques qui accompagnent l aplanissement des reliefs a. Un réajustement (rebond) isostatique

81 Affleurement en surface de granites formés à 15 Km de profondeur Paysage granitique du mont Lozère

82 Modèle permettant d expliquer la remontée des roches plutoniques Formation de roches plutoniques en profondeur lors de l orogénèse Erosion en surface => allègement de la croûte continentale => remontée de roches mantelliques denses pour compenser ce déficit de masse (réajustement isostatique) Poursuite de l érosion et du réajustement isostatique => affleurement en surface de roches qui se sont formées en profondeur

84 Chapitre 3 : Dynamique de la croûte continentale III. La disparition des reliefs de la croûte continentale A. Deux grands types de chaines de montagnes B. Les mécanismes permettant l aplanissement des reliefs 1. Altération des roches 2. Transport et sédimentation 3. Les phénomènes tectoniques qui accompagnent l aplanissement des reliefs a. Un réajustement (rebond) isostatique b. Une tectonique en extension qui favorise l aplanissement

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86 Phénomène extensif à la fin de la phase de compression

87 Érosion et transport

88 Conclusion

89 Recyclage des matériaux de la croûte continentale Magmatisme des zones de subduction Croûte continentale : - Roches sédimentaires - roches plutoniques et volcaniques - Roches métamorphiques Enfouissement lors de la formation des reliefs Erosion, transport, sédimentation Roches sédimentaires océaniques Disparition par subduction