TP 7 Le renouvellement de la plaque lithosphérique Thème 1B Doc.1 : Tomographie sismique au niveau des fosses d Amérique centrale, du Japon, des Tonga et de la mer Egée.
Doc.2 : Tomographie sismique au niveau de l Islande (à gauche) et de l Amérique du Sud (à droite) Thème 1B
Doc. 3 : Document d aide pour comprendre les documents 1 et 2. Après avoir lu les doc.1 et 2, expliquer en quoi la tomographie sismique permet de comprendre la dynamique de la lithosphère océanique. Quel problématique pouvez-vous formuler? Matériels : - Doc. 4 : Tableau présentant la composition des minéraux constituant les gabbros, les basalte et les péridotites - Doc. 5 : La composition des minéraux constituant les gabbros, les basalte et les péridotite - Doc. 6 L océanisation - Doc. 7 : Un rift actuel - Google earth avec le fichier kmz Afar - Carambar - 3 tubes à essai rempli d huile ou d eau. - Bonbons
Doc.4 : Profil sismique au niveau d une dorsale Doc.5 La composition des minéraux constituant les gabbros, les basalte et les péridotites sont les suivants : % oxydes SiO 2 TiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 FeO MnO MgO CaO NA 2 O K 2 O P 2 O 5 H 2 O Total Basalte 49,2 1,84 15,74 3,79 7,13 0,20 6,73 9,47 2,91 1,1 0,35 1,38 99,84 tholéïtique Gabbro 49 1,82 15,78 3,71 7,21 0,18 6,97 9,51 2,87 1,03 0,36 1,34 99,78 Péridotite 42,26 0,63 4,23 3,61 6,58 0,41 31,24 5,05 0,49 0,34 0,10 4,22 100,01 Document 6 L océanisation http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosgeol/01_decouvrir/01_extension/01_terrain/06a.htm Failles et volcanisme marquent les paysages des continents soumis à une extension. L Est africain et l Islande correspondent à différents stades de ce processus qui, lorsqu il se poursuit pendant des millions d années, ouvre des océans comme l Atlantique et le Pacifique. À ce stade évolué, des «dorsales» sous marines sont en pleine activité volcanique et créent sans cesse de nouveaux fonds océaniques (océanisation). Les dorsales, généralement situées à 2500 mètres environ sous la surface de la mer, sont un système de montagnes volcaniques sous-marines d environ 64.000 kilomètres de long où sont fabriqués chaque année 17 km3 de nouvelle croûte océanique. La croûte continentale étirée par les mouvements de divergence des plaques peut, après la phase rift continental (Afrique)» être totalement amincie. Les roches du manteau supérieur subissent une diminution de pression au droit de l amincissement. Ceci facilite la fusion d une partie de ces roches chaudes (fusion partielle).
Le magma ainsi formé se rassemble ; plus léger, il tend à monter dans les fissures et va s épancher en surface. Le magma, produit par la fusion partielle du manteau, est injecté par un grand nombre de dykes basaltiques dans la croûte continentale granitique, maintenant amincie et étirée. Ce mélange granite-basalte s'appelle la croûte de transition (principalement parce que la vitesse des ondes séismiques (tremblement de terre) s y propageant est intermédiaire entre celle qui caractérise le granite (plus lente) et celle qui caractérise le basalte (plus rapide). Leur altitude est négative et l eau de mer envahit la région : un océan naît, les continents se séparent, deux plaques sont individualisées. L extension se poursuivant, la croûte océanique se fissure régulièrement. Le magma qui parvient ainsi au contact de l eau de mer prend des formes de coussins (pillow-lavas en anglais) en raison des pressions d eau régnant en profondeur. Les roches volcaniques consolidées s écartent de chaque côté de la dorsale ce qui laisse la place à de nouvelles arrivées de laves qui forment de nouvelles roches volcaniques, plus jeunes. Les anciens bords du Rift s éloignent, toujours remplacés par de nouveaux. C'est ce magma, refroidi, cristallisé, qui formera la nouvelle croûte océanique de part et d'autre d'une dorsale d abord embryonnaire comme celle qui ouvre la Mer Rouge. Document 7 : Un rift actuel (http://www.ipgp.fr/~sicilia/chap1.pdf) La dépression de l'afar se situe dans la Corne de l'afrique, au Sud de la mer Rouge. Comme son nom le laisse entendre, la majeure partie du site a une topographie peu élevée, voire réside à une altitude inférieure à celle du niveau de la mer. Grâce à une vue prise satellitale, on s'aperçoit que s'il n'y avait pas la parcelle d'eau qui les sépare, la péninsule arabique pourrait s'emboîter dans l'afrique, de la même manière que l'amérique du Sud y trouverait son encastrement du coté opposé. Cependant, en y regardant de plus près, on remarque une sorte d'excroissance du continent africain, au niveau du Yémen, qui l'empêche de coïncider parfaitement avec l Arabie. Cette région à géométrie triangulaire, surplombée par des hauts plateaux, est ce que l'on nomme la dépression de l'afar. C'est également un des déserts les plus chauds de la Terre qui couvre principalement l'ethiopie, mais aussi le Sud de l'erythrée et une partie de la Somalie. La sécheresse, mêlée à l'intense activité volcanique et sismique sculptent le paysage de façon spectaculaire depuis près de 30 Ma. De surcroît, l'absence de végétation facilite la découverte de cet endroit unique au monde, ou tout ce qui se déroule normalement à plusieurs kilomètres de profondeur est ici expose à la surface. Les scientifiques ont ainsi le privilège de lire l'histoire de la Terre comme dans un gigantesque livre ouvert de géologie. Fichier Google Earth disponible : Afar.kmz