dimanche 2 avril 2017

Une correction possible des exercices I et IIa du bac blanc n° 2

Exercice I. Question de synthèse

L'eau est un des facteurs essentiels de la mise en place de la lithosphère continentale. Elle intervient dans de nombreux phénomènes. Nous nous intéresserons à son intervention dans la mise en place de nouveaux matériaux continentaux dans les zones de subduction puis à son rôle dans le recyclage de ces mêmes matériaux lors des phénomènes de disparition des chaînes de montagne

A. La production de nouveaux matériaux continentaux dans les zones de subduction

C'est au niveau d'une dorsale océanique que se met en place la lithosphère océanique, notamment le gabbro qui constitue la couche inférieure de la croûte. Très vite ce gabbro subit une hydratation due à la circulation de l'eau dans les fissures du matériaux. Ce gabbro subit donc un métamorphisme à basse pression et basse température : on parle alors de métagabbro caractérisé par des minéraux donnant une couleur verte à la roche comme la chlorite ou la hornblende. On parle de métagabbro de faciès schiste vert. Tout au long du déplacement de la plaque, celle-ci se charge en eau. 
Les conditions changent au niveau de la zone de subduction. En s'enfonçant dans l'asthénosphère, la plaque subit une augmentation de pression et de température. Commence alors un nouveau processus de métamorphisme : du faciès schiste vert, on passe au faciès schiste bleu, caractérisé par un minéral appelé glaucophane. Les variations de conditions environnementales entraînent une déshydratation de la plaque qui se poursuivra une grande partie de son trajet dans la subduction. Le stade terminal de cette déshydratation est donné par l'éclogite qui est un métagabbro caractérisé par la présence de minéraux-repères comme la jadéite et de grenat. On considère que la plaque disparaît vers 600 km de profondeur.
L'eau libérée lors du processus de subduction a un rôle fondamental dans la mise en place de nouveaux matériaux continentaux. En effet, le manteau lithosphérique est essentiellement constitué de péridotite. Or la température de fusion partielle de la péridotite anhydre est largement supérieur à la température qui règne dans une zone de subduction. L'apport en eau, provenant du métamorphisme affectant la plaque subduite, hydrate la péridotite, entrainant un abaissement du point de fusion partielle de la roche. Ce phénomène, qui se produit vers 100 km de profondeur, permet la mise en place d'un réservoir magmatique. 
Le magma ainsi formé peut se frayer un chemin dans les fractures de la croûte continentale. Pendant ce déplacement, il se charge en silice provenant de la roche continentale pré-existante, littéralement cuite par le magma (autour de 950 °C). Plus le magma se charge en silice et plus il devient visqueux.
Cette viscosité a deux conséquences :
— une partie du magma ne parvient pas à la surface et cristallise en profondeur, donnant une roche plutonique grenue comme la granodiorite (dans le cas d'un taux de silice relativement élevé) ou le granite lorsque le taux de silice est beaucoup plus important
— le magma qui provient à la surface provoque des éruptions explosives (volcans gris) et la genèse de roches éruptives de type microlithiques comme l'andésite (même magma que la granodiorite) ou la rhyolite (même magma que le granite)

Schéma de mise en place de nouveaux matériaux dans une zone de subduction


B. L'eau et le recyclage des matériaux continentaux

Dès qu'une orogenèse a eu lieu, la chaîne de montagne commence à subir l'effet de l'érosion, c'est à dire la destruction par un certain nombre d'agents environnementaux. Le plus important est certainement l'eau, qui agit de deux façons :
— l'érosion physique, qui correspond à la destruction d'une chaîne de montagne par des effondrements lies à la fragilisation par la circulation de l'eau dans le massif
— l'altération chimique, qui correspond à une hydrolyse progressive de certains minéraux comme les micas, alors que d'autres ne la subisse pas comme le quartz. La roche change d'aspect et devient moins compacte comme on peut le voir dans le passage d'un granite sain à un granite altéré. De nouveaux minéraux peuvent alors apparaître comme les argiles. 
Les matériaux érodés sont transportés par l'eau, d'abord par ruissellement puis dans des cours d'eau. C'est Hjulström qui a établit la relation entre la taille de l'élément transporté, la vitesse du courant et le comportement de l'élément : érosion, transport ou sédimentation.
Plus la vitesse du courant diminue et moins la taille de l'élément transporté est importante. Lez zones de sédimentation les plus importantes sont les lacs, mais surtout les océans. La cas le plus caractéristique de sédimentation marine est la golfe du Bengale où se déversent le Gange et le Brahmapoutre. A partir de ces sédiments de natures variées, peuvent se mettre en place des roches sédimentaires.

On constate ainsi que l'eau joue aussi bien sur la géodynamique interne que sur la géodynamique externe. Sur la géodynamique interne par son intervention dans la mise en place du magmatisme de subduction et sur la géodynamique externe par son rôle comme agent d'érosion, de transport et de sédimentation.

Question IIa

1. réponse 4
2. réponse 2
3. réponse 2
4. réponse 4

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