THEME 4 : LA CONVERGENCE LITHOSPHERIQUE ET SES EFFETS Leçon 2 : convergence et subduction EX 1 : Les caractéristiques d'une zone de subduction 1) Manteau asthénosphérique 2) Fosse 3) Plan de Bénioff 4) Prisme d'accrétion 5) Croûte continentale 6) Croûte océanique 7) Volcanisme andésitique 8) Foyers des séismes 9) Manteau lithosphérique de la lithosphère océanique 10) Fusion partielle de la péridotite hydratée du manteau 11) Lithosphère océanique 12) Manteau lithosphérique de la lithosphère continentale 13) Libération d'eau par les transformations métamorphiques de la croûte océanique en subduction 1
EX 2 : 1) Liquidus 2) Le géotherme des zones de subduction recoupe le solidus de la péridotite hydratée. 3) Solidus de la péridotite hydratée 4) L'hydratation de la péridotite du manteau abaisse son point de fusion, la fusion partielle de la péridotite donne naissance à un magma au niveau des zones de subduction. EX 3 : mettre les éléments dans le bon ordre 2
EX 4 : 1) Métamorphisme de basse température, basse pression (BT,BP) 2) Métagabbro à hornblende 3) Métamorphisme de basse température, haute pression (BT,HP) 4) Schistes verts 5) Eclogites 6) Schistes bleus EX 5 : associer correctement les éléments de droite avec ceux de gauche 3
EX 6 : 1.Une zone de subduction est un endroit où... A.?...deux plaques lithosphériques divergent. B.?...deux plaques lithosphériques convergent. QCM 2.Il est impossible qu'une plaque lithosphérique océanique plonge sous une autre plaque lithosphérique océanique. A.? Faux B.? Vrai 3.Cochez les phénomènes de surface liés aux subduction. A. marge passive marquée par des failles listriques (normales). B. dorsale. C. prisme d'accrétion marqué par des failles inverses. 4
D. Volcanisme et séisme. E. rift. F. Sédimentation détritique et carbonatée. G. chaîne de montagne type Andes. H. fosse océanique. I. Répartition particulière des flux de chaleur. 3.Les séismes au niveau d'une zone de subduction sont A. disposés aléatoirement. B. alignés parrallèlement à la fosse océanique. C. d'origine de plus en plus profonde au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la fosse. D. d'origine de moins en moins profonde au fur et à mesure qu'on s'éloigne de la fosse 3.Les volcans sont de type: A. effusifs B. explosifs 4.Un arc volcanique parrallèle à une fosse, c'est: A. Une suite de volcans sous-marins alignés qui ont émergé. C'est donc une suite d'îles volcaniques. B. Une nouvelle dorsale océanique qui se forme. 5.Le flux de chaleur négatif au voisinage de la fosse océanique peut-être attribué : A. à la lithosphère froide qui plonge dans le manteau chaud :Il lui faut un certain temps pour se réchauffer. B. aux volcans. 6.La dorsale... A.? est une zone où disparaît de la lithosphère océanique. B.? est une zone de création de nouvelle lithosphère océanique. 7.La lithosphère océanique est constituée A.? d'une croûte océanique simplement. B.? d'une croûte océanique ainsi que d'une partie du manteau supérieur. 8.La croûte océanique est composée de... A.? de péridotite B.? basalte dans sa partie supérieure et de gabbros dans sa partie inférieure C.? de granite 9.On reconnait une marge passive à... A. la présence d'une fosse océanique. B. ses failles listriques (ou normales). C. l'absence d'une fosse océanique. D. ses failles inverses E. l'absence de volcanisme et de séismes F. la présence de volcanisme et de séismes 5
10.Plus on s'éloigne de la dorsale, plus... A. la lithosphère océanique est jeune. B. la lithosphère océanique est âgée. 11.Quelle est la différence entre un basalte et un gabbro? A. Un basalte et un gabbro ont la même composition mais pas la même structure. B. Un basalte et un gabbro ont la même structrure mais pas la même composition. 12.L'asthénosphère est A. liquide. B. solide et rigide. C. solide et ductile. 13.Les séismes au niveau des zones de subduction peuvent s'expliquer par... A.? Le ploiement et la cassure de la lithosphère océanique qui plonge. B.? L'asthénosphère qui se casse quand la lithosphère océanique rigide et froide plonge. 14.Le magma remontant en surface au niveau des zones de subduction provient de... A.? la fonte du manteau supérieur composé de péridotite. B.? la fonte de la lithosphère océanique plongeante. 15.Pour que la péridotite mantellique fonde aux conditions de température et de pression règnant au niveau des zones de subduction, il faut que... A.? la péridotite soit anhydre (sans eau). B.? la péridotite soit hydratée. 16.L'eau permettant la fonte de la péridotite mantellique vient... A.? de l'eau de pluie percolant depuis la surface. B.? de la croûte océanique hydratée. 17.La déshydratation de la lithosphère océanique plongeante est due... A.? aux réactions métamorphiques se déroulant dans la plaque plongeante. B.? au départ de l'eau de mer stockée dans des cavités présentes dans la plaque plongeante. 18.Le moteur principal de la subduction est A.? l'augmentation de la densité de la lithosphère océanique au fur et à mesure qu'elle s'éloigne de la dorsale et qu'elle refroidit. B.? la poussée du magma au niveau des dorsales. 19.Le métamorphisme au niveau des zones de subduction est de type... A.? haute pression, basse température. B.? basse pression, haute température. C.? basse pression, basse temérature. D.? haute pression, haute température. 6
20.La subduction est observée actuellement dans les régions suivantes : A. Andes B. Floride C. Japon D. Méditerranée 21.Une marge active se caractérise par : A. un fort relief négatif (fosse) et un fort relief positif (cordillère ou arc insulaire) B. un volcanisme de point chaud C. l accrétion de basaltes au niveau de dorsales océaniques D. des déformations tectoniques 22.Les plaques lithosphériques sont constituées : A. uniquement par la croûte terrestre. B. par la croûte et une partie du manteau. C. uniquement du manteau. D. majoritairement de roches silicatées. E. majoritairement de roches carbonatées. 23.Le magmatisme d une zone de subduction se caractérise par : A. des roches dont les minéraux peuvent être hydratés B. la formation de gabbros associés à des basaltes C. un volcanisme explosif très important D. la formation de roches grenues et microlithiques 24.Le métamorphisme est : A. la transformation d une roche à l état solide suite à un changement des conditions P et/ou T B. la transformation d une roche à l état liquide suite à un changement des conditions P et/ou T C. accompagné d un changement de la composition chimique de la roche D. accompagné d un changement de la composition minéralogique de la roche 25.La subduction est : A. l enfoncement de lithosphère continentale sous la lithosphère océanique B. l enfoncement de lithosphère océanique sous une autre lithosphère C. accompagnée de la formation d une fosse océanique D. accompagnée d une anomalie thermique positive due à une forte séismicité 26.Les mouvements lithosphériques convergents se manifestent par : A. la formation d une marge passive B. des empilements de nappes C. des cassures de type faille inverse dans les roches D. la formation de chaînes de montagnes 27.Les mouvements lithosphériques divergents se manifestent par : A. des plis et des charriages B. des blocs basculés séparés par des failles normales C. la formation d une croûte océanique D. la formation de chaînes de montagnes 7
28.Dans les zones de subduction, : A. certains séismes ont leur foyer situé à plusieurs centaines de kilomètres de profondeur B. le flux de chaleur est toujours supérieur à la normale C. l eau de l océan est à l origine de la fusion partielle de la croûte océanique plongeante D. les transformations minéralogiques des roches de la croûte océanique sont à l origine du magmatisme 29.Les plaques lithosphériques : A. reposent sur l'asthénosphère. B. peuvent glisser sur la mésosphère. C. peuvent glisser sur l'asthénosphère. D. sont considérées comme rigides et peu déformables. 30.Le volcanisme : A. andésitique est dominant dans les zones de subduction (marges actives) B. andésitique est le volcanisme des zones de dorsales océaniques C. basaltique est dominant dans les zones de subduction (marges actives) D. basaltique est le volcanisme des zones de dorsales océaniques 31.D'après la carte présentée les séismes sont A. de plus en plus profond vers le Nord Est B. de plus en plus profond vers le Sud Ouest C. de plus en plus profond vers le Nord Ouest D. de plus en plus profond vers le Sud Est 32.D'après la carte présentée les iles volcaniques se trouvent A. au dessus des foyers sismiques ayant une profondeur de 0 à 70 km 8
B. au dessus des foyers sismiques ayant une profondeur de 70 à 400 km C. au dessus des foyers sismiques ayant une profondeur de plus de 400 km 33.D'après la carte présentée A. la plaque pacifique passe sous la plaque australienne B. la plaque australienne passe sous la plaque pacifique C. la plaque pacifique entre en collision avec la plaque australienne 34.D'après la carte présentée A. l'alignement d'îles volcanique caractérise une dorsale B. l'alignement d'îles volcanique caractérise une subduction C. l'alignement d'îles volcanique caractérise une collision 35.D'après la carte présentée A. il n'y a pas de fosse océanique B. une fosse océanique se trouve à l'ouest de l'alignement volcanique C. une fosse océanique se trouve au niveau de l'alignement volcanique D. une fosse océanique se trouve à l'est de l'alignement volcanique 36.Le 26 décembre 2004, un séisme de magnitude 8,5 sur l'échelle de Richter a lieu en Indonésie au large de l'île de Sumatra. Les scientifiques émettent l'hypothèse que ce séisme s'est produit dans une zone de convergence lithosphérique. document : caractéristiques d un secteur de l'océan Indien au large de Sumatra. 9
Les volcans situés sur l'île de Sumatra sont localisés à l'aplomb des foyers sismiques profonds de 100 km. L'existence de terrains sédimentaires plissés dans le bassin de Montuwaï montre la présence d'un prisme d'accrétion. La plaque lithosphérique eurasienne passe en subduction sous la plaque indienne. Le volcanisme de Sumatra est caractérisé par des coulées fluides de basalte. 37.On cherche à comprendre comment des roches magmatiques peuvent se former dans les zones de subduction. Le diagramme présenté indique les conditions de la fusion des péridotites dans une zone de subduction. La ligne rouge est le géotherme : température à une profondeur donnée, pour la plaque chevauchante. A environ 80 km de profondeur dans une zone de subduction, les conditions de pression et de température sont telles que la péridotite peut fondre, à condition d'être hydratée. La péridotite qui fond est celle de la lithosphère plongeante. 10
L'eau des péridotites hydratées provient des sédiments gorgés d'eau comprimés lors de la subduction. Plus la profondeur est importante, plus la fusion est facile 38.Dans la région de Cuzco, au Pérou, on a cartographié la répartition et la profondeur des foyers sismiques, ainsi que la localisation des volcans. Les laves émises par les volcans sont surtout des andésites. De plus, la chaîne de la cordillère des Andes longe la côte Pacifique et présente des plissements parallèles à la côte. 11
La zone sismique du Pérou correspond à une marge active. Il y a plus de risque d avoir des séismes dévastateurs à l'intérieur du Pérou, loin des côtes, que dans la région de Cuzco. La plaque Américaine plonge sous la plaque Pacifique. Les laves andésitiques sont liées à un volcanisme explosif et dévastateur, car elles proviennent d'un magma acide. 39. 12
39.Répondre par Vrai ou tout en essayant de corriger les propositions inexactes. 1. Le volcanisme des zones de subduction est un volcanisme de type effusif. 2. La trachyte est une roche plutonique caractéristique des zones de subduction. 3. Plus la lithosphère océanique est jeune plus elle est dense. 4. Une fosse océanique est associée à un flux de chaleur supérieur à la moyenne. 5. L andésite est une roche de structure grenue caractéristique des zones de subduction. 6. Les zones de subduction sont des frontières de plaques. 7. Les magmas se forment dans les zones de subduction à une profondeur de 30 Km environ. 8. La croûte océanique en subduction subit un métamorphisme, qui est une transformation sans fusion. 9. On appelle «plan de Wadati-Benioff» le plan dans lequel la plus part des volcans s alignent. 10. Les granodiorites sont des roches magmatiques de profondeur. 11. En Martinique, la montagne Pelée est un point chaud de type trapps. 12. La profondeur des foyers sismiques peut atteindre 700 Km dans ces zones de subduction. 13. Le magma se forme par fusion partielle des roches de la plaque plongeante. 14. Les zones de subduction sont le lieu de la formation de la lithosphère continentale. 15. La Barbade est une île où n affleurent que des roches sédimentaires. 16. L eau des éclogites abaisse le point de fusion des péridotites. 17. Les îles éoliennes se situent sur la dorsale Atlantique. 18. L île de la Réunion est une île volcanique associée à une zone de subduction. 19. Le métamorphisme de la plaque plongeante provoque sa déshydratation. 20. Les contraintes de compression provoquent surtout des failles inverses et des plis. 13