Activité 6 : Comment caractériser la dynamique des zones de convergence ?
Capacités Objectifs de connaissances Validation de compétences
- Étude de diverses données sur les zones de subduction et de collision
- Études pétrographique et minéralogique - Observer les profils ECORS
- Le magmatisme des zones de subduction
- Evolution de la lithosphère océanique - Épaississement et raccourcissement d’une zone de collision
Concevoir un protocole expérimental [Binôme – QA7]
Identifier le glaucophane et le grenat au microscope [Individuel – QA11]
Concevoir un protocole expérimental [Binôme – QB1]
Les zones de convergence se localisent au niveau de deux types de zones : les zones de subduction et les zones de collision.
Problématique A : Quelles sont les caractéristiques des zones de subduction ? Rappels : les marqueurs géologiques des zones de subduction
Problème 1 : Quelles sont les caractéristiques du magmatisme de subduction ?
Ressources :
- Documents 1 à 3
- Documents p.2018 et 219 du livre Bordas
- Échantillons et lames minces de roches : andésite, diorite, granite, rhyolite - Fiches de reconnaissance des minéraux (svt4ever.fr)
- Microscope polarisant et loupe binoculaire
Consignes :
1. A partir du document 1 et les documents 1 et 2D du livre, établir un lien entre le type de volcanisme des zones de subduction et la composition chimique des magmas de ces zones.
2. Émettre une hypothèse pour expliquer l’abondance des roches plutoniques dans les zones de subduction.
3. À partir des échantillons et lames minces, étudier les caractéristiques (texture, minéralogie) des roches des zones de subduction.
4. Expliquer en quoi la présence de minéraux hydroxylés dans les roches des zones de subduction pose un questionnement.
Problème 2 : Quelle est l’origine du magma des zones de subduction ?
Ressources :
- Documents p.220 et 221 du livre Bordas
- Matériel : 2 béchers d’expérience 50 mL, 2 bécher 25 mL pour le saccharose et l’eau, 1 pipette Pasteur, balance, saccharose, un chronomètre, plaque chauffante, pince.
Consignes :
5. À partir du document 1 du livre, émettre une hypothèse sur la localisation de la zone de fusion partielle de la péridotite.
6. À partir du document 4 et de la p.220 du livre, déterminer la profondeur à laquelle a lieu cette fusion partielle et expliquer pourquoi elle n’est pas identique dans toutes les zones de subduction.
7. À partir du matériel, concevoir un protocole expérimental permettant en évidence le rôle de l’eau dans la variation de la température de fusion d’un sucre anhydre et d’un sucre hydraté.
G.BRIDON et C.MALSAN Problème 3 : Comment évolue la lithosphère océanique subduite ?
Ressources :
- Documents p.222 et 223 du livre Bordas
- Échantillons et lames minces de roches : métagabbro de faciès schiste bleu, éclogite
- Minéraux à comparer avec le logiciel MinUSc en ligne (svt4ever.fr) : anorthite (plagioclase), augite (pyroxène), chlorite (amphibole verte), hornblende (amphibole brune), glaucophane, jadéite, grenat, quartz.
- Fiche technique logiciel MinUSc (svt4ever.fr) Consignes :
11. À partir des échantillons et du document 2 p.223, identifier les minéraux caractéristiques d’un métagabbro de faciès schiste bleu (le glaucophane) et d’une éclogite (le grenat).
12. À partir du logiciel MinUSc, comparer l’hydratation des différents minéraux caractéristiques du gabbro et des métagabbros.
13. D’après les minéraux composant ces métagabbros et le document 1 du livre, proposer une explication à la fusion partielle de la zone mantellique de la plaque chevauchante.
Problématique B : Quelles sont les caractéristiques des zones de collision ? Problème 1 : Quels sont les indices structuraux d’une zone de collision ?
Ressources :
- Document 2 p.226 et p.228 et 229, 230 et 231 du livre Bordas - Matériel : ciment, plâtre et boite tectodidact.
Consignes :
1. À partir du matériel, concevoir un protocole expérimental permettant de mettre en évidence que des forces de convergence sont à l’origine de la morphologie des zones de collision.
2. Mettre en œuvre le protocole expérimental.
3. À partir des ressources, recenser à différentes échelles les indices de modifications tectoniques du raccourcissement et de l'empilement.
Problème 2 : Quels sont les indices géophysiques d’une zone de collision ?
Ressources :
- Documents 5 et 6
- Logiciel Tectoglob / Données affichées / Autres calques / Anomalies gravimétriques à air libre Consignes :
4. À partir des ressources, expliquer les arguments montrant que l’épaississement crustal d’une chaîne de montagne est le résultat de la collision entre deux lithosphères continentales.
Document 1 : Relation entre la composition chimique d’un magma, sa température d’émission et sa viscosité -
@Belin
Document 2 : Des roches magmatiques des zones de subduction - @Magnard
G.BRIDON et C.MALSAN Document 3 : Caractéristiques chimiques - @Nathan
3a. Comparaison minéralogique en pourcentage de la masse Roche
volcanique
Équivalent
plutonique Quartz Feldspath
alcalin Plagioclase Amphibole Mica
(biotite) Autre Total
Andésite Diorite 3,4 2,4 59,5 21 12 1,7 100
Dacite Granodiorite 24,8 21,9 44,7 2,4 4,8 1,4 100
Rhyolite Granite 32,7 40,2 26,1 - 0,6 0,4 100
3b Formules chimiques des minéraux
Minéraux Formule chimique
Quartz SiO2
Feldspath alcalin (K, Na) Si3AlO8
Plagioclase (Ca, Na) Si2Al2O8
Amphibole NaCa2(Mg, Fe)4Si6Al3O223Al (OH)2
Mica K (Fe, Mg) 3Al Si3 O10 (OH)2
Document 4 : Conditions de fusion partielle des roches d’une zone de subduction - @Hachette
Document 5 : Carte des reliefs et altitude dans les Pyrénées - @Belin
Document 6 : Profil ECORS sous les Pyrénées et schéma interprétatif - @Belin
