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PTL 5 -- Genèse et évolution de la lithosphère océanique

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PTL 5 -- Genèse et évolution de la lithosphère océanique - Page 2 Empty Re: PTL 5 -- Genèse et évolution de la lithosphère océanique

Message par benguigui Jeu 2 Avr - 13:27

Ok, donc j'y retourne.
Mais, c'est vrai que l'entraînement en temps limité est nécessaire ... d'autant plus que j'ai toujours eu un problème avec le temps... Tant pour préparer mes cours que faire mes plans, il me faut du temps, nécessaire pour que j'arrive à synthétiser mes données. Aurai-je un cerveau lent ? affraid

En tout cas, je sème mon enthousiasme à tout vent, tel un samare de Taraxacum oficinalis : l'attrape qui le veut ! :sautille:
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Message par Cattina Jeu 2 Avr - 13:29

David, décidément, tu es un poète confirmé !!! Wink
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Message par cocotruc Jeu 2 Avr - 15:19

:euhhh:

Il a fumé quoi, David?

:malade:
:glandouille:
lol!

Mais en fait, je suis OK avec lui, sur certains sujets je pourrais commencer à travailler comme cela (ce n'est possible que si on a un minimum de bases), bien que ce serait mieux d'avoir accès à une BU.
D'ailleurs, comme l'a dit Cat, ce sujet s'y prête bien (à un boulot à fond), je suis en train d'essayer d'étoffer mon plan.
Ça ne sera pas encore du super développé à la "cattina" ou à la "David" (cf ATP), mais un peu plus appronfondi tout de même.

Mais oui, j'aimerais avoir le temps et les livres pour bosser comme ça.

Mais déjà peu de temps, et connaissances encore beaucoup trop sommaires dans pas mal de domaine...

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Message par cocotruc Jeu 2 Avr - 16:42

Comme prévu, plan un peu complété (2h de plus de boulot, en plus des 3/4h d'hier)

LA GENESE ET L’EVOLUTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

Qu’est-ce que la lithosphère ? D’après le dico de géol, c’est la couche superficielle de la Terre, relativement rigide, épaisse d’une
centaine de km, comprenant la croûte et une partie du manteau supérieur.
planisphère ou mappemonde : Terre : + d’océans que de continents doc plus de LO que de LC
Nous allons donc nous intéresser à la lithosphère la plus présente : la LO
La LO peut être caractérisée par :
- Sa composition
- Son épaisseur
- Sa durée d’existence limité

Comment l’histoire de la LO, de sa formation à sa disparition, explique-t-elle ses caractéristiques ?

I Genèse
1 Composition de la LO
Observation directe : Banc de Gorringe
Explication : Structure singulière où un panneau de LO est basculé d’1 vingtaine de ° au voisinage de la fracture Açore-Gibraltar
Observation, de haut en bas : (schéma)
Sédiment et roche séd (rq : nous ne considérerons pas cette couche comme faisant partie de la LO)
Basalte en coussin (échantillon Basalte MORB)
Complexe filonien : filon basaltique verticaux se recoupant
Gabbros (échantillon)
Serpentinites

Cette structure (tout du moins plus couches les plus superficielles) est confirmée par d’autres observations : forage, dragage
de roches

La LO est donc majoritairement composée de roche de la famille du Gabbro : Gabbro (roche grenue) et Basalte (roches
microlithique)
Où ce matériel peut-il se former ?

2 Localisation de la genèse
Basalte : roche volcanique
Carte sismicité/volcanisme mondial :
- les deux se recoupent
- Plusieurs « lieux » possibles

Carte bathymétrie mondiale (ou Atlantique) :
ajouter dessus les ages des fonds sous marin : + jeune au niveau dorsale : lieu de la genèse

On commence notre schéma du fond sous marin : Dorsale
En dessous : échelle des ages : dorsale : 0

La LO se forme donc au niveau des dorsales.
Par quel processus ?

3 Processus de formation
basalte MORB (tholéiitique) Composition (tableau dans le Caron à reproduire sur transparent)
Le matériel source doit avoir certaines caractéristiques (liste sur transparent : )
- Température de fusion >1100-1200°C
- Densité 3.1-3.2
- Donner des basaltes par FP
- être plus pauvre en silice que les basaltes
Réponse : une péridotite (constituant du manteau >)
Par des expérimentations, il est possible de montrer qu’il s’agit plus exactement de lherzolite

Ce matériel subit donc une fusion partielle rendue possible par une remontée de ce matériel (« décompression
adiabatique ») : la FP se produit à une profondeur relativement faible (20-30km)

commencer à montrer un schéma de dorsale rapide (sans préciser rapide pour l'instant)


Une péridotite subissant une FP ne peut pas expliquer la variabilité des basaltes océaniques, donc Cristallisation fractionnée.
(à expliquer avec un schéma préparé d’avance)


Nous venons de voir en quoi la composition de la LO nous apporte des infos sur sa genèse. En quoi cela nous informe-t-il sur son
évolution ?"

II Evolution
1. Une évolution précoce
Observation : Flux thermique beaucoup plus faible au voisinage des dorsales par rapport au modèle
Explication : Circulation hydrothermale intense d’eau de mer (perte de chaleur pas convection, plutôt que pas convection) : à
placer sur le schéma de dorsale
Conséquence de cet hydrothermalisme : métamorphisme (faciès Schiste vert)

2. Des déplacements
Carte des anomalies magnétiques (Atlantique)
Anomalies : variation par rapport au champ moyen régional
Hyp de Vines et Matthews (1963) : Ces variations en bandes symétriques représentent l’enregistrement dans le temps du champ magnétique
terrestre
(explication avec des petits schémas)
-> Déplacement horizontal

remarque : possibilité calcul vitesse : distinction
entre dorsales rapides (8-16 cm/an) et lentes (0,5-3 cm/an), (préciser que le schéma précédent de dorsale est un schéma de dorsale rapide)


Éloignement de la dorsale : refroidissement ->Epaississement : croissance de la LO au dépens du manteau.
Refroidissement : contraction thermique : diminution de l’altitude
Parallèlement : augmentation de la densité-> subsidence
-> Déplacement vertical

On complète le schéma du fond sous marin : la plaine abyssale, LO de plus en plus épaisse

3. Recyclage
retour sur les cartes précédentes : bathymétrie,sismicité, volcanisme : une autre zone de l’océan est particulièrement
active : Les fosses
graphique des séismes en fonction des profondeurs : Plan de Bénioff : existence d’un panneau plongeant
Finir le schéma du fond sous marin : la fosse de Subduction (age maxi 180Ma)
Image de tomographie sismique : retour de la LO dans manteau > voire <
-> recyclage

(Rq : cas des marges passives : pas de recyclage « immédiat »)



Pétrologie, sismologie, thermodynamique...: de multiples domaines de la géologie nous ont permis de reconstituer l’histoire de la LO.

Ouverture : La LO sur la LC : les ophiolites

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Message par Garns Jeu 2 Avr - 18:34

un plan en deux parties ça me plait aussi. Comme ça je préfère que ton premier plan. tu suis la meme logique que celle que j'avais entrepris sans fair cette première partie "structure" . OK !

Par contre cela me gène que tu ne mettes les ophiolites qu'en ouverture. Pour moi elles sont essentielles dans l'histoire de la compréhension du fonctionnement des dorsales.

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Message par Cattina Jeu 2 Avr - 18:54

2H45, c'est ok pour le temps. Tu serais prête pour la passer à l'oral ? (c'est la question piège...)

Je reviens dessus dans la soirée ou demain, ok ?
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Message par cocotruc Jeu 2 Avr - 20:31

@ céline : ouais, les ophiolites...ça rentre pas dans la logique du plan...
Oui,ça peut être gênant...
@ cattina : oui, pour le temps, c'est correct, je suis assez contente, ça donneune bonne idée. Bon, j'aipas préparé tous les transparents dont j'aurais besoin, mais j'aitapé à la place...
Tu serais prête pour la passer à l'oral?
C'està dire?

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Message par Cattina Jeu 2 Avr - 22:08

C'est à dire, est-ce que tu serais capable (si tu avais pu faire les transparents) de la présenter à l'oral pendant une demie heure sans trop lire tes notes ?
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Message par cocotruc Ven 3 Avr - 7:14

Oui, ça je pense que c'est OK, j'ai quand même l'habitude de présenter des trucs en réunion, avec juste un papier sous les yeux. Et le temps, je pense que je le gère assez bien.

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Message par Cattina Ven 3 Avr - 13:26

cocotruc a écrit:Qu’est-ce que la lithosphère ? D’après le dico de géol, c’est la couche superficielle de la Terre, relativement rigide, épaisse d’une
centaine de km, comprenant la croûte et une partie du manteau supérieur.
planisphère ou mappemonde : Terre : + d’océans que de continents doc plus de LO que de LC
Nous allons donc nous intéresser à la lithosphère la plus présente : la LO
La LO peut être caractérisée par :
- Sa composition
- Son épaisseur
- Sa durée d’existence limitéE

Comment l’histoire de la LO, de sa formation à sa disparition, explique-t-elle ses caractéristiques ?
En fait, en y réfléchissant, avec le sujet tel qu'il est posé, je pense qu'il faudrait partir de la problématique inverse : "comment les caractéristiques de la LO nous renseignent-elles sur son histoire ?"

I Genèse
1 Composition de la LO
Observation directe : Banc de Gorringe
Explication : Structure singulière où un panneau de LO est basculé d’1 vingtaine de ° au voisinage de la fracture Açore-Gibraltar
Observation, de haut en bas : (schéma)
Sédiment et roche séd (rq : nous ne considérerons pas cette couche comme faisant partie de la LO)
Basalte en coussin (échantillon Basalte MORB)
Complexe filonien : filon basaltique verticaux se recoupant
Gabbros (échantillon)
Serpentinites ?? T'es sûre ??

Cette structure (tout du moins plus couches les plus superficielles) est confirmée par d’autres observations : forage, dragage
de roches

La LO est donc majoritairement composée de roche de la famille du Gabbro dis "de roches basique", je pense que c'est mieux... non ?: Gabbro (roche grenue) et Basalte (roches
microlithique)
Où ce matériel peut-il se former ?

2 Localisation de la genèse
Basalte : roche volcanique
Carte sismicité/volcanisme mondial :
- les deux se recoupent
- Plusieurs « lieux » possibles lesquels ?

Carte bathymétrie mondiale (ou Atlantique) :
ajouter dessus les ages des fonds sous marin : + jeune au niveau dorsale : lieu de la genèse

On commence notre schéma du fond sous marin : Dorsale
En dessous : échelle des ages : dorsale : 0

La LO se forme donc au niveau des dorsales.
Par quel processus ?

3 Processus de formation tes titres, en général, sont trop vagues. Je sais que c'est pas facile de faire des titres (j'ai encore dans mes "choses à faire" un post "titres"... pas encore eu le temps Embarassed) car il faut dire de quoi on va parler un peu plus précisément que ça sans donner la réponse... Ici, par ex, tu peux dire "une formation en 2 étapes" (FP puis CF) si tu veux insister sur les mécanismes, ou "une origine mantellique" si tu veux insister sur l'origine... Tu comprends ? (pas dans le sens "t'es bête t'as compris ?" lol! mais dans le sens "je suis claire ???" Suspect
basalte MORB (tholéiitique) Composition (tableau dans le Caron à reproduire sur transparent)
Le matériel source doit avoir certaines caractéristiques (liste sur transparent : )
- Température de fusion >1100-1200°C
- Densité 3.1-3.2
- Donner des basaltes par FP
- être plus pauvre en silice que les basaltes
Réponse : une péridotite (constituant du manteau >)
Par des expérimentations, il est possible de montrer qu’il s’agit plus exactement de lherzolite

Ce matériel subit donc une fusion partielle rendue possible par une remontée de ce matériel (« décompression
adiabatique ») : la FP se produit à une profondeur relativement faible (20-30km)

commencer à montrer un schéma de dorsale rapide (sans préciser rapide pour l'instant)

Une péridotite subissant une FP ne peut pas expliquer la variabilité des basaltes océaniques, donc Cristallisation fractionnée.
(à expliquer avec un schéma préparé d’avance)

Faudrait diviser cette partie qui risque sinon d'être très longue et difficile à suivre...

Nous venons de voir en quoi la composition de la LO nous apporte des infos sur sa genèse. En quoi cela nous informe-t-il sur son
évolution ?

II Evolution
1. Une évolution précoce
Observation : Flux thermique beaucoup plus faible au voisinage des dorsales par rapport au modèle
Explication : Circulation hydrothermale intense d’eau de mer (perte de chaleur pas convection, plutôt que pas convection) : à
placer sur le schéma de dorsale
Conséquence de cet hydrothermalisme : métamorphisme (faciès Schiste vert)
Là, tu peux montrer des photos, on voit bien les réactions coronitiques par ex, pour insister sur les échanges avec l'eau. Y'a des schémas très bien dans les bouquins.

2. Des déplacements
Carte des anomalies magnétiques (Atlantique)
Anomalies : variation par rapport au champ moyen régional
Hyp de Vines et Matthews (1963) : Ces variations en bandes symétriques représentent l’enregistrement dans le temps du champ magnétique
terrestre
(explication avec des petits schémas)
-> Déplacement horizontal

remarque : possibilité calcul vitesse : distinction
entre dorsales rapides (8-16 cm/an) et lentes (0,5-3 cm/an), (préciser que le schéma précédent de dorsale est un schéma de dorsale rapide)
et alors madame, comment ça marche pour les dorsales lentes ??? (je crois que j'ai fait une bourde la fois dernière, j'ai confondu lente et rapide je crois... Embarassed je vais vérifier...)

Éloignement de la dorsale : refroidissement -> Epaississement : croissance de la LO au dépens du manteau.
Refroidissement : contraction thermique : diminution de l’altitude
Parallèlement : augmentation de la densité-> subsidence pourquoi subsidence ? C'est quoi qui est plus dense que quoi ?
-> Déplacement vertical

On complète le schéma du fond sous marin : la plaine abyssale, LO de plus en plus épaisse

3. Recyclage
retour sur les cartes précédentes : bathymétrie,sismicité, volcanisme : une autre zone de l’océan est particulièrement active : Les fosses
graphique des séismes en fonction des profondeurs : Plan de Bénioff : existence d’un panneau plongeant
Finir le schéma du fond sous marin : la fosse de Subduction (age maxi 180Ma)
Image de tomographie sismique : retour de la LO dans manteau > voire <
-> recyclage

(Rq : cas des marges passives : pas de recyclage « immédiat »)

Pétrologie, sismologie, thermodynamique...: de multiples domaines de la géologie nous ont permis de reconstituer l’histoire de la LO.

Ouverture : La LO sur la LC : les ophiolites Ah non... désolée, ça ne va pas en ouverture, ça fait entèrement partie du sujet !!! Il faut en parler !

Alors, moi, je suis ok pour intégrer les données dans le plan, bien plus scientifique ! Mais je suis pour faire 3 parties, dans ce sujet, c'est faisable. Le II sera peut être un peu plus petit, encore que...
I. Une genèse superficielle (à opposer, si on vous demande à la genèse en profondeur de la LC)
II. Une évolution horizontale précoce (hydrothermalisme et déplacement)
III. Une évolution verticale tardive (avec subduction, recyclage en profondeur et obduction)

Le truc qui manque à tous vos plans, c'est "le temps long"... [tiens, ça vous rappelle quelqu'un ??? j'l'ai tellement entendu, à force, c'est rentré !!] Donc nous disions, le temps long, c'est à dire : est-ce que la LO, ça a tjs été comme ça, est-ce que ça s'est tjs formé comme ça, à cette vitesse ? Conséquences, diversité...
Alors ??? Qui réponds à ça ?

Bon courage !
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Message par cocotruc Ven 3 Avr - 17:59

Vite fait
Cattina a écrit:
Comment l’histoire de la LO, de sa formation à sa disparition, explique-t-elle ses caractéristiques ?
En fait, en y réfléchissant, avec le sujet tel qu'il est posé, je pense qu'il faudrait partir de la problématique inverse : "comment les caractéristiques de la LO nous renseignent-elles sur son histoire ?"
Ouais

Serpentinites ?? T'es sûre ?? Caron p60

La LO est donc majoritairement composée de roche de la famille du Gabbro dis "de roches basique", je pense que c'est mieux... non ? Oh, ben si tu le dis, c'est pas moi qui vais te contredire là dessus! Very Happy

- Plusieurs « lieux » possibles lesquels ? ben les dorsales, mais il y a d'autres lieux tectoniquement actifs : fosse en particulier,non?

tes titres, en général, sont trop vagues. Je sais que c'est pas facile de faire des titres (j'ai encore dans mes "choses à faire" un post "titres"... pas encore eu le temps Embarassed) car il faut dire de quoi on va parler un peu plus précisément que ça sans donner la réponse... Ici, par ex, tu peux dire "une formation en 2 étapes" (FP puis CF) si tu veux insister sur les mécanismes, ou "une origine mantellique" si tu veux insister sur l'origine... Tu comprends ? (pas dans le sens "t'es bête t'as compris ?" mais dans le sens "je suis claire ???" Suspect
Oui, tu es claire, mais les titres, moi... Embarassed


Faudrait diviser cette partie qui risque sinon d'être très longue et difficile à suivre... Oui

Là, tu peux montrer des photos, on voit bien les réactions coronitiques par ex, pour insister sur les échanges avec l'eau. Y'a des schémas très bien dans les bouquins.Ben, chais pas où...


et alors madame, comment ça marche pour les dorsales lentes ??? (je crois que j'ai fait une bourde la fois dernière, j'ai confondu lente et rapide je crois... Embarassed je vais vérifier...)
Dorsale lente: régime thermique plus faible, lithosphère plus épaisse, et donc plus froide, et donc failles plus importantes : morphologie de "rift"

Parallèlement : augmentation de la densité-> subsidence pourquoi subsidence ? C'est quoi qui est plus dense que quoi ? c'est toi qui as employé le terme de subsidence dans tes premiers commentaires. La LO devient plus dense que lemanteau sous jacent.




Ouverture : La LO sur la LC : les ophiolites Ah non... désolée, ça ne va pas en ouverture, ça fait entèrement partie du sujet !!! Il faut en parler ! Oui, c'est ce que j'ai répondu déjà à Céline, mais je ne sais pas où le mettre dans mon plan...

Alors, moi, je suis ok pour intégrer les données dans le plan, bien plus scientifique ! Mais je suis pour faire 3 parties, dans ce sujet, c'est faisable. Le II sera peut être un peu plus petit, encore que...
I. Une genèse superficielle (à opposer, si on vous demande à la genèse en profondeur de la LC)
II. Une évolution horizontale précoce (hydrothermalisme et déplacement)
III. Une évolution verticale tardive (avec subduction, recyclage en profondeur et obduction)
L'avantage de ton plan est qu'il est moins "bateau" que les nôtres


Le truc qui manque à tous vos plans, c'est "le temps long"... [tiens, ça vous rappelle quelqu'un ??? j'l'ai tellement entendu, à force, c'est rentré !!] Donc nous disions, le temps long, c'est à dire : est-ce que la LO, ça a tjs été comme ça, est-ce que ça s'est tjs formé comme ça, à cette vitesse ? Conséquences, diversité...
Perso, c'est pas vraiment un oubli, mais un manque de connaissances... Embarassed

Alors ??? Qui réponds à ça ?
Ben, pas moi! Razz
Bon courage ![/quote]

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Message par Cattina Ven 3 Avr - 18:49

Pour la subsidence, oui, je sais que c'est moi qui l'ai dit, mais je voulais vérifier que tu maitrisais le fait que la LO devienne plus dense que le manteau, et que ce n'était pas une différence de densité entre les lithosphères qui s'affrontent, comme ça peut être dit parfois...

Pour l'obduction, même avec ton plan, il faut le mettre dans "recyclage" à mon avis.

Pour le temps long, j'attends les réponses des autres Very Happy
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Message par benguigui Ven 3 Avr - 23:00

Il a fumé quoi, David?

Bah, Taraxacum officinalis, sur les conseils de Céline ... hum! Trop bon ... lol!

Bon, quand hier je disais "avant ce soir, obligé", je parlais de ce soir, là maintenant, hein ? D'accord ?

Donc ça y est, j'en ai fini (?) avec ce plan de géol, et, avant de vous le livrer, voici quelques interrogations et commentaires venus durant sa réalisation (en vrac) :
- désolé pour la longueur ... mais ça me sert aussi de fiche de révisions donc je détaille (j'essaie) un max ! D'ailleurs, il y a sûrement des parties hors-sujet ... En tout cas, ça ne tiens pas pour un oral, c'est sûr !
- je me suis beaucoup inspiré du CARON ( study) , comme vous allez le voir, avec des parties "copier/coller" ( Neutral ) : en fait, j'ai quasiment fait une synthèse du CARON (chapitre "les océans"). Mais, il est vachement bien fait ce bouquin, en tout cas pour cette partie !
- le plan me paraît basique mais je ne voyait pas comment faire autrement ...
- mon plan est déséquilibré ... peut-être la partie II à ré-organiser ?
- j'ai eu du mal à définir la lithosphère océanique en intro, sachant qu'après je la caractérise ... c'est récurrent d'ailleurs pour ce genre de sujet (ex. : les ophiolites ; le tégument des Vertébrés ; le sang ; ...). Jusqu'où aller et par où commencer en intro ? Si je me réfère au RDJ, on doit s'adresser à des personnes qui ont un minimum de connaissances scientifiques de base certes, mais ???
- encore une fois, je pense que certains titres sont bof, bof ... à retravailler, avec du recul (je laisse un peu décanter !)
- j'ai eu un peu de mal à caser les ophiolites mais ça me paraissait essentiel d'en parler ...
- devais-je parler des points chauds ?

- Merci à toutes celles et ceux qui auront le courage de me lire ...

Allez, je poste et puis après je lirai les précédents messages de ce sujet (j'ai hâte !), ça va déjà m'éclairer un peu ...
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Message par Cattina Ven 3 Avr - 23:05

Looool, ça me rappelle moi l'an dernier avec mes 10 000 questions avant de poster un plan et m'excusant pour la longueur lol!

Je lirai David, peut être pas ce soir, mais je lirai, promis !
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Message par benguigui Ven 3 Avr - 23:10

Mais en fait, je suis OK avec lui, sur certains sujets je pourrais
commencer à travailler comme cela (ce n'est possible que si on a un
minimum de bases), bien que ce serait mieux d'avoir accès à une BU.
D'ailleurs, comme l'a dit Cat, ce sujet s'y prête bien (à un boulot à fond), je suis en train d'essayer d'étoffer mon plan.
Ça ne sera pas encore du super développé à la "cattina" ou à la "David" (cf ATP), mais un peu plus appronfondi tout de même.

Mais oui, j'aimerais avoir le temps et les livres pour bosser comme ça.

Mais déjà peu de temps, et connaissances encore beaucoup trop sommaires dans pas mal de domaine...

Le temps, tu peux le trouver par-ci par-là : rien ne t'empêche de revenir plusieurs fois sur le sujet ... Bon, je dis ça, c'est vrai qu'en congé de formation c'est plus facile (sniff, ça se termine fin avril pour moi ...).
Pour le minimum de bases, pas forcément, même au contraire : mon cas pour ce sujet (et tout sujet de géol, d'ailleurs !). Le principal, tu mets à plat tes connaissances, tu griffonnes des idées, tu fais un plan de base, avec intro, conclu et problématique (c'est-à-dire les 3 objectifs de ta recherche : comment introduire les concepts ? à quoi répondre ? pour arriver où = quoi montrer ?). A partir de là, quand tu es bloqué, tu files dans les livres : lexique pour repérer les différentes idées développées sur le sujet dans le bouquin (et comment elles sont amenées, et comment elles ont été découvertes ?) puis tu prends des notes sous forme d'organigramme (cf méthode de Cattina).
Après tu crées du lien entre les idées et tu complètes, affines ton plan, en repérant les schémas clés des bouquins à intégrer.

Alors, oui c'est long mais beaucoup plus efficace que de la lecture passive ou pseudo-active :
tu fais un plan = tu organises des idées
tu révises une partie
tu repères les bouquins de la liste avec les schémas intéressants
tu retiens plus de choses !

Bref, beaucoup de positif !

Allez, courage !!!
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Message par benguigui Ven 3 Avr - 23:10

Ok ! Merci Cattina. Si je te rappelle toi, alors je suis sur la bonne voie !!!
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Message par Cattina Ven 3 Avr - 23:17

Very Happy J'espère bien pour toi !!!
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Message par benguigui Ven 3 Avr - 23:22

GENESE ET EVOLUTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

Biblio :
- Comprendre et enseigner la planète Terre, Caron et alii, Ophrys, 2003
- Dictionnaire de géologie, Foucault et Raoult, Dunod, 5ème éd, 2000
- Eléments de géologie, Pomerol et Renard, Masson, 11ème éd, 1997
- Les grandes structures géologiques, Debelmas et alii, Dunod, 5èmeéd, 2008

Intro
Connaître la structure du Globe, comprendre ses manifestations et pouvoir les « domestiquer » ou du moins, « vivre avec » = un des objectifs de l’Homme.
71% du Globe recouvert d’océan. Le relief sous-marin n’est pas plat et présente d’importantes variations, des grandes fosses océaniques (Mariannes –11000m environ) à la dorsale médio-océanique voire avec des reliefs émergents (îles des Açores par exemple).
On peut définir la lithosphère océanique, dans le cadre de la tectonique des plaques, comme la partie superficielle de la Terre (100 premiers km) aux propriétés d’élasticité et de densité homogènes et caractéristiques, délimitée par une discontinuité de Mohorovicic. Elle se différencie de la lithosphère continentale, entre autres, par la nature des roches qui la constituent.
Cette couche n’est pas fixe mais elle évolue et se trouve être le lieu de nombreuses manifestations, tant sismiques que volcaniques.
Problématique : comment le fonctionnement de la Terre affecte-t-il cette couche (qui elle-même affecte les activités humaines) ? Comment cette couche nous renseigne-t-elle sur l’histoire de la Terre ?
Dans un premier temps, nous chercherons à caractériser cette couche et développerons les divers méthodes d’études de cet « objet » par l’homme. Puis nous analyserons sa genèse avant de voir son évolution au cours des temps géologiques.

I – CARACTERISATION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

A. Les caractéristiques horizontales de la lithosphère océanique :
a. Apports d’observations directes
- constat des marins : existence de creux et de vagues à la surface de la mer, reflet direct du fond topographique (cf géoïde ?)
- observations par submersibles : existence d’un relief « positif » « au milieu » des océans (exemple de l’océan Atlantique) = dorsale
médio-océanique, avec volcanisme intégré, présence de sources hydrothermales (fumeurs noirs : cf fig 6.16 POMEROL) et présence de grandes failles transformantes ; présence d’importants reliefs « négatifs » à l’aplomb de certains continents (exemple côte ouest Amérique sud) = fosse océanique.

b. Apports de méthodes indirectes
- historique : sondages au fil
- échosondage (sea-beam = sondeur multi-faisceaux) (cf CARON p130)
- altimètre radar sur satellites

ð Présentation de la carte topographique des fonds océaniques (il en sera fait référence tout au long de l’exposé pour localiser les différents sites d’études) : plateau continental + talus + glacis + plaine abyssale + dorsale
ð montrer symétrie possible/dorsale (océan Atlantique) ou dissymétrie (océan Pacifique) : cf coupe topo entre Sénégal et Antilles (CARON fig 34)
ð généralisation à l’ensemble des océans : fosses, dorsales, bassins, marges (fig 35 Caron)

T : en surface, la LO est accidentée, avec des zones particulières que l’on retrouve dans tous les océans. Néanmoins, des différences existent d’un océan à l’autre : traduisent-elles des différences de structure et de nature de la LO ?

B. Les caractéristiques verticales de la lithosphère océanique :
a. Apports de méthodes indirectes
- La sismique réflexion et la sismique réfraction (cf Caron ex 16 page 53 pour le principe) des ondes P et S : étude d’hodographe (ondes P par exemple).
- Les variations de vitesse indiquent des discontinuités (surfaces de part et d’autre de laquelle les propriétés élastiques et de densité diffèrent) qui traduisent des couches différentes -à modèle à 3 couches de la LO, surmontée par une couche caractérisée par de nombreuses discontinuités (réflecteurs sismiques) :
ð Couche où v P augmente avec profondeur (environ 1,7 km)
ð Couche où ralentissement de l’augmentation (env 5km)
ð Couche sous-jacente à une discontinuité importante (= Moho) où v diminue puis ré-augmente
(cf CARON fig 36)

b. Apports d’observations directes
- Observations par submersibles : corrélation avec les données précédentes par observation de sédiments (sauf à l’aplomb des dorsales) ;
- Forages (cf CARON fiche 19 page 129) : accès à la première couche : présentation d’échantillons :
ð Basaltes près des dorsales puis basaltes + roches sédimentaires consolidées si on s’en éloigne, surmontés par des sédiments + ou – consolidés.
- Dragage de roches au niveau des failles transformantes puis analyse :
ð Présence de gabbros, amphibolites et serpentinites
ð Quelle organisation ? 3 modèles possibles (cf CARON fig 38)
- Observations complémentaires in situ : coupe réalisée par le submersible Nautile le long de la faille Véma (je sais qu’un profil existe mais je n’ai pas les références) + observation du banc de Gorringe (cf fig 39 CARON = panneau de LO basculé d’une vingtaine de degrés au voisinage de la fracture Açores-Gibraltar) et reconstitution d’une coupe
ð Deuxième couche = gabbros (présentation d’échantillon), transformés au niveau de certaines zones subhorizontales de déformation en amphibolites
ð Troisième couche = serpentinites (présentation d’échantillon)
ð Entre la première couche de basalte et la seconde de gabbros, présence de filons de basaltes verticaux (= complexe filonien)

T : La dissymétrie morphologique constaté montre néanmoins une homogénéité dans la structure et la nature de cette couche, constituée de roches basiques et ultrabasiques : basaltes, gabbros et péridotites (cf : diagramme de Streckeisen et tableau de classification des roches magmatiques : Dico de géol, « magmatiques ») . Quels mécanismes participent à sa mise en place ?
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Message par benguigui Ven 3 Avr - 23:42

II – GENESE DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

Carte de répartition des séismes et des volcans (cf fiche 8 page 48 CARON)
ð dorsales = zones de sismicité et de volcanisme importante
ð cette activité participe-t-elle à la mise en place de la LO ?

A - Origine et mise en place du volcanisme des dorsales


a) Caractéristiques des basaltes des dorsales

Analyse des MORB (Mid Oceanic Ridge Basalt = basaltes des dorsales océaniques) :
-à caractéristiques géochimiques :
- composition virtuelle (si toute la roche était cristallisée) indique un léger déficit en silice par la présence d’olivine normative (tholéiites à olivine normative)
- faibles teneurs en K, P et Ti

-à caractéristiques minéralogiques : (à montrer sur lame mince ?)
- présence d’olivines magnésiennes, de plagioclases et d’augites calciques

T : basaltes des dorsales = basaltes tholéiitiques. Quelle en est l’origine ?

b) Le matériel d’origine des magmas tholéiitiques

- Théorie :
ð matériel qui doit fondre à 1100-1200°C pour être un magma
ð matériel qui doit avoir une densité de 3,1 à 3,2 pour être en conformité avec les données de la géophysique (densité du manteau anormal sous les dorsales)
ð matériel qui doit donner des basaltes par fusion partielle (FP) et laisser un résidu solide, pour être en accord avec les données sismiques (transmission des ondes S -à milieu solide)
ð matériel qui doit être plus pauvre en silice que les basaltes, pour être en accord avec les travaux de fusion expérimentale : liquide produit par FP de roches est plus riche en silice que la roche dont il est issu.

- Données de pétrologie expérimentale :
ð Péridotites de type lherzolite = stables à de grandes profondeur du manteau
ð Péridotites de type harzburgite = structure stable à plus faible profondeur (-à partie sommitale du manteau)

- Analyse comparée des compositions chimiques d’harzburgites et de lherzolites (cf : fig 46a CARON) :
ð Harzburgite appauvrie en Ti, Al, Ca, Na, K = éléments incompatibles ou hygromagmatophiles
+ diagramme Al2O3-K2O (fig 46b CARON) :
ð Production de basaltes tholéiitiques, composants de la LO, à partir de la FP à 25% max de péridotite mantellique à composition de lherzolite, selon l’équation :
25% FP lherzolite ---à liquide magmatique (-àbasalte océanique) + résidu appauvri en éléments incompatibles et réfractaires (= qui fondent difficilement) (harzburgites + lherzolites appauvries

T : dans quelles conditions s’établit cette transformation à l’origine des matériaux de la LO ?

c) Les conditions de fusion partielle

- Etude de nodules de péridotites (ramenés à la surface par des édifices volcaniques) + données expérimentales sur la stabilité des assemblages minéralogiques et des liquides dans des conditions de pression et de températures variées (diagramme P-T, courbes liquidus-solidus) + modèles déduits de la géophysique :
ð A 25-30 km de profondeur : lherzolite à plagioclase (aluminium peut interagir plus facilement avec feldspaths plagioclase à ces conditions de pression)
ð A 30-50 km de profondeur : lherzolite à spinelle
ð A 50-80 km de profondeur : lherzolite à grenats

- Diagramme P-T (cf fig 47 CARON)
ð Lherzolite à grenats ó zone où conditions proches de la fusion mais sans l’atteindre ó zone où faible vitesse des ondes P (sommet de l’asthénosphère)
ð Nécessité d’atteindre le solidus : comment ?

- Données géochimiques + pétrologie expérimentale :
ð Modification du géotherme dans les zones de dorsales
ð Remontée du manteau
ð FP de lherzolites dans des proportions de 20 à 25% par décompression adiabatique (sans perte de chaleur) donc à faible profondeur (20 à 30km) qui donne un liquide magmatique qui en se refroidissant donne des basaltes tholéiitiques, qui composent, avec le résidu de fusion (lherzolites appauvries et harzburgites), la LO.

T : Ces conditions de décompression et donc de formation de magma à l’origine de la LO sont plus facilement réalisées au droit des dorsales où la LO est mince / bassins océaniques. Comment se mettent en place ces dorsales ?

d) La mise en place des conditions de fusion partielle
- Cas de la mer Rouge : formation récente d’un fond océanique : cf fig4.3 DEBELMAS)
ð Partie sud : apparition d’une néocroûte de type océanique, large de 5 à 6km, axiale : mince (10km) et à bandes d’anomalies magnétiques
ð Entre cet axe et les bordures continentales, un domaine de 50 à 100 km, dont la croûte a une épaisseur croissante + affleurement de l’île de Zabargad ó péridotites mantelliques à filons de diabase et de gabbro, injectées dans gneiss à faciès granulites et des amphibolites
ð Fossés faits de blocs basculés + ou – symétriques et failles listriques
ð Marges : blocs délimités par des failles normales avec disposition asymétrique vers le S (tous basculés dans le même sens) + asymétrie volcanique (à l’est seulement) + asymétrie du soulèvement des bordures (plus net à l’est).
ð Modèle de distension par surface de cisaillement à faible pendage (cf fig 4.4 DEBELMAS ou + général fig 177 CARON) provoquant une « dénudation tectonique » du manteau supérieur (modèle de Wernicke)

- Autre exemple d’évolution des marges : marge languedocienne du Golfe du Lion depuis l’Oligocène (cf fig 175a CARON)
ð Tectonique en distension
ð Distension et amincissement de la croûte continentale (stade syn-rift) sous l’effet d’une subsidence tectonique puis épanchement de basaltes tholéiitiques (accrétion océanique ; stade post-rift) sous l’effet d’une subsidence thermique.

T : Les dorsales se mettent donc en place suite à des processus d’étirement horizontal, de diapirisme mantellique et d’amollissement thermique qui vont « vaincre » la résistance mécanique de la lithosphère continentale.
Les basaltes des dorsales, formés à partir d’un magma tholéiitique homogène, présentent des variations selon le lieu d’échantillonnage. Quelles en sont les causes ?

B. Devenir des produits volcaniques des dorsales

a. Du magma à la roche
- Montée du magma vers la surface, en raison de sa densité plus faible que celle des péridotites.
- Expériences de cristallisation à partir d’un liquide basaltique qui se refroidit :
ð Fractionnement chimique lors de la cristallisation (selon éléments compatibles ou non)
ð Ségrégation mécanique, selon la densité : cristaux premiers formés sont plus denses -à accumulation au plancher des « chambres magmatiques » /liquides non différenciés, moins denses, qui surnagent (-à roches grenues différenciées) ou remontent via filons ou épanchement de coulées basaltiques (voir fig52 CARON).
ð Différenciation à partir du magma primaire, qui peut subir une nouvelle cristallisation fractionnée.
ð Exemple de calculs pour mettre en évidence le principe de cristallisation fractionnée -à séries tholéiitiques

Schéma récapitulatif des différentes étapes de formation de la LO (cf fig 50 CARON)

b. Variations de mise en place de la LO
- Production d’environ 20 km3 / an de nouvelle croûte océanique le long de la dorsale, ainsi répartie : 3 km3/an de basaltes et 17km3/an de gabbros.
- Bandes d’anomalies magnétiques parallèles à l’axe des dorsales et pratiquement symétriques de part et d’autre de la dorsale
ð Travaux de Vine et Matthews : chaque bande d’anomalie magnétique océanique est due à l’aimantation thermorémanente acquise par les tholéiites lors de leur émission à l’axe de la dorsale ; aimantation conservée lors de l’écartement symétrique du matériel lithosphérique

- Forage des sédiments déposés
ð Age augmente avec leur distance à l’axe de la dorsale

- Fonctionnement des failles transformantes
ð Mécanismes au foyer des séismes superficiels montrent des déplacements relatifs des lèvres de ces failles compatibles avec le modèle d’accrétion à l’axe des dorsales (cf fig 55b CARON)
ð Confirmation de l’hypothèse d’expansion océanique : hypothèse de Hess puis de Dietz (modèle du tapis roulant)
ð Carte des âges des fonds océaniques (cf fig 54 CARON)

- Vitesse de formation variable selon les dorsales :
ð Vitesse de déplacement de la LO de 1,1 cm/an pendant les 5 derniers MA dans l’Atlantique soit vitesse d’expansion de 2,2cm/an ó dorsales lentes (extension moyenne 0,5 à 4 cm/an, faible production de magma, croûte mince mais lithosphère épaisse)
ð Vitesse de déplacement de la LO de 8 cm/an pendant les 5 derniers MA dans le SE Pacifique soit vitesse d’expansion de 16 cm/an ó dorsales rapides (extension moyenne 5cm/an, activité magmatique abondante).

T : LO formée principalement à l’axe des dorsales, par FP d’un manteau péridotitique, à faible profondeur, puis cristallisation fractionnée du magma tholéiitique obtenu, dans une chambre magmatique. D’autres zones de formation existent-elles ?

C. D’autres sites de production plus ponctuels :

a. Une production temporairement ponctuelle :
- Les bassins marginaux localisés dans les bassins d’arrière-arc (ex. bassin tyrrhénien, bassin liguro-provençal, bassins de l’Ouest Pacifique)
bassins associés à des subductions à fort pendage, les modifications du système de la subduction (augmentation du plongement de la subduction, son retrait, réorganisation de sa géométrie, …) provoquant l’étirement de la plaque chevauchante, sa fracturation et l’établissement d’un magmatisme tholéiitique donnant de la LO (cf modélisation physique de Chemenda).
- Brièveté de fonctionnement de ces bassins et instabilité des systèmes d’accrétion (fig 6.5, 6.6, 6.7, 6.10,6.11 et 6.12 DEBELMAS).

b.Une production spatialement ponctuelle :
- Volcanisme intraocéanique (par exemple, îles du Cap-Vert dans l’Atlantique, île de la Réunion dans l’océan Indien, Hawaï dans le Pacifique) : cf carte fig 61 CARON
- Analyse géochimique et minéralogiques des basaltes émis :
ð Pauvres en silice (45 à 48%)
ð Riches en alcalins (3 à 4% de Na2O, environ 1% de K2O) et en terres rares légères
ð Olivines abondantes, orthopyroxènes absents
ð Basaltes émis appartiennent à la série alcaline

- Analyse des éléments majeurs et des éléments en trace + expériences de FP sous pression + calculs de fractionnement :
ð FP de lherzolite produit des magmas alcalins pour des pressions fortes (1500 à 3000 Mpa ó 50 à 100 km)
ð Pourcentage de FP reste faible, de l’ordre de 5%

- Etudes de couples isotopiques (exemple 87Sr/86Sr) :
ð Manteau profond à l’origine des basaltes alcalins est plus hétérogène que le manteau supérieur à l’origine des basaltes tholéiitiques
ð LO, localisée au niveau des volcans intraocéanique, produite à partir de magmas primaires à composition de basaltes alcalins (qui peuvent subir une différenciation), issus de la FP en faibles proportions du manteau sous-jacent à grande profondeur.

T : Une fois formée, cette LO ne reste pas statique, comme en témoignent les déplacements de plaques (cf balises radar Europe – Amérique), la localisation alignée de ces volcans intraplaques et les bandes d’anomalies magnétiques enregistrées, arguments centraux de la tectonique des plaques. Que devient cette LO au cours de ce déplacement ?
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Message par benguigui Sam 4 Avr - 0:08

III – EVOLUTION DE LA LITHOSPHERE OCEANIQUE

A. Le vieillissement de la LO

a. LO et refroidissement
- Etudes morphologiques de la LO :
ð Loi de variation de l’altitude du plancher océanique en fonction de l’âge, qui se superpose à la loi de variation du flux thermique en fonction de l’âge (cf courbes fig 56a et b CARON)
ð Quand la LO s’écarte de la dorsale, elle vieillit et en même temps, elle se refroidit et s’épaissit.

- Modèle thermique simple : matière à haute température ajoutée au bord d’une plaque qui se refroidit ensuite par conduction :
ð Contraction thermique d’environ 2% lors du refroidissement ó diminution d’altitude
ð En même temps, augmentation de densité ó abaissement de la LO (dans le but de maintenir l’équilibre hydrostatique dans l’asthénosphère)

- Etudes des variations de flux thermique et des propriétés mécaniques (cf fig 56c CARON)
ð Variations d’épaisseur de la LO : sous les dorsales, épaisseur de quelques kilomètres (constituée essentiellement de croûte océanique), puis épaississement sous les plaines abyssales (> 100km), liées au comportement mécanique des matériaux du manteau qui dépendent de la température (limite entre asthénosphère ductile et lithosphère rigide ó isotherme 1150 ou 1300°C)
+ tomographie sismique :
ð Confirmation de ce modèle : à 50km de profondeur, matériel à vitesse sismique lente (chaud) au niveau des dorsales et matériel à vitesse sismique rapide (froid) en s’y écartant.

T : LO se refroidit, s’épaissit et, corrélativement s’approfondit, en lien avec ses propriétés mécaniques. Au sein des océans, cette LO est en relation avec la biosphère. Comment s’établit cette relation ?

b. LO et charge sédimentaire
- Forages :
ð Epaisseur des sédiments augmente avec l’éloignement de part et d’autre de la dorsale
ð Bloc-diagramme de la répartition des faciès sédimentaires en fonction de la profondeur : fig 85 CARON
ð Alourdissement de la LO au cours de son expansion

T : la LO, formée principalement à l’axe des dorsales, s’épand de chaque côté de celle-ci ; simultanément, elle se refroidit et se charge de divers sédiments marins. Ces phénomènes contribuent à augmenter sa densité. Comment cette charge et ce refroidissement modifient-ils
le comportement mécanique de la LO ?


c. Le comportement mécanique de la LO
- Techniques d’altimétrie par satellite :
ð Anomalies du géoïde au niveau des volcans intraocéaniques (cf fig 63a, exemple de la Réunion, CARON)
ð Anomalie positive plus faible que si le volcan était posé simplement sur la plaque océanique ó affaissement de la plaque océanique sous le poids du volcan = compensation naturelle des excès de masse qui tend à ramener le champ de gravité à sa valeur moyenne (compensation isostasique)
ð Rayon d’action de la surcharge plus grand que le rayon du volcan : dépression de la LO s’étend à distance, bordée par un bourrelet périphérique (cf fig 63b CARON) ; diamètre du bourrelet permet de calculer la rigidité de la plaque (cf modèle d’une lame élastique en flexion posée sur un milieu déformable)

- Volcans mis en place sur des croûtes océaniques d’âges variés :
ð Epaisseur de la plaque rigide (épaisseur élastique) dépend de l’âge de la LO (cf 63c CARON)
ð Mais épaisseur calculée plus faible que épaisseur sismique évaluée à partir de la vitesse de propagation des ondes ó comportement élastique-fragile se manifeste à des températures basses (isotherme de référence = 450°C) alors qu’à profondeur plus élevée, la LO deviendrait plus ductile, bien que fluage faible jusqu’à 1250-1300°C.

T : au fur et à mesure de son vieillissement, la LO subit des transformations physiques : elle se refroidit, s’épaissit, se charge en sédiments et donc se densifie. Par ailleurs, son comportement élastique-fragile assure un affaissement local ou général. Qu’en est-il des transformations chimiques et minéralogiques qu’elle peut subir ?

d. Les variations minéralogiques et géochimiques de la LO
- Valeurs de flux thermique mesurées plus basses que prévues par le modèle de refroidissement par conduction (cf fig 58 CARON)
ð Flux dû à une circulation hydrothermale intense d’eau de mer (transferts de chaleur par convection plus efficaces que ceux par conduction pour assurer perte de chaleur importante)
+ observation de sources hydrothermales sous-marines actives (sources chaudes, T jqà 350°C) par plongée en submersible sur les dorsales rapides
ð Sources = voies de retour de l’eau de mer infiltrée par les fissures de la jeune croûte océanique, réchauffée en profondeur au voisinage des chambres magmatiques et remontée à la faveur d’autres fissures.
ð Cf fig 59 CARON pour les échanges chimiques possibles
+ observation de roches des fonds océaniques, basaltiques ou gabbroïques, tholéiitiques à l’origine, dont la composition minéralogique et chimique a été modifiée :
ð Basaltes -à spilites par départ de Ca et apport de Na (métamorphisme dans les conditions du faciès des Schistes Verts, au voisinage de zones fracturées ou déformées
ð Gabbro -à méta-gabbro par transformation de l’association plagioclase+pyroxène (instable thermodynamiquement à des T<700°C ó refroidissement et hydratation du gabbro au fur et à mesure de son éloignement de la dorsale) en amphibole (couronne) de type hornblende brune (métamorphisme dans le faciès des amphibolites) sous l’effet de fluides aqueux (l’apport des fluides limite la vitesse de cette transformation).
ð Si le refroidissement se poursuit (T<400°C), méta-gabbro -à conditions du faciès des Schistes Verts et hornblende brune -à actinote
ð Métamorphisme océanique = résultat du refroidissement progressif et de l’hydratation de la croûte océanique.

T : Processus magmatiques qui gouvernent naissance de la LO à l’axe des dorsales sont rapidement relayés par des processus qui se déroulent à l’état solide, ou entre minéraux et solutions => évolution de la LO :
- thermique : refroidissement ;
- minéralogique et chimique : métamorphisme océanique ;
- mécanique : épaississement et augmentation de la rigidité.
Par ailleurs, à l’échelle du Globe, le volume de matière restant constant, qu’advient-il de cette LO évoluée formée principalement aux dorsales ?

B. La disparition de la LO

a. la subduction de la LO
- Dragages océaniques
ð Jamais de roches ou de sédiments antérieurs au Mésozoïque

- Importante anomalie négative de la pesanteur au niveau des grandes fosses océaniques
ð Manifestation de la branche descendante d’un courant de convection

- Sismique réflexion :
ð Mise en évidence d’une zone de chevauchement (de la LO sous la LO ou la LC)

- Foyers des séismes au droit des marges actives :
ð Profondeur croissante lorsqu’on s’éloigne de la plaque océanique (= surface de Wadati-Bénioff)
ð Retour sur l’hypothèse de Hess
ð Existence de zones délimitées où la LO plongent dans l’asthénosphère = zones de subduction, soit enfouissement de LO sous une autre LO (exemple des îles Mariannes ou des Tonga), soit sous une LC (Equateur-Pérou-Chili).

- Profil de sismique réflexion + colonnes stratigraphiques de forages océaniques au niveau de la Barbade
ð Sous-charriage de la LO, avec, en cas de couverture sédimentaire assez épaisse, formation d’un prisme d’accrétion, chevauché sur la croûte océanique dont il incorpore progressivement la couverture. Le prisme n’absorbe qu’une part du raccourcissement, la croûte océanique et une partie de sa couverture disparaissent sous la zone de chevauchement
ð Flexion élastique de la plaque LO en subduction, qui provoque un bombement périphérique (cf fig 96 CARON, profil bathymétrique au travers d’un front de subduction)

- Mécanismes au foyer des séismes intermédiaires et profonds des zones de subduction
ð Direction principale de contrainte dirigée suivant la plus grande pente de la surface de Benioff
ð Traction, extension pour les séismes intermédiaires
ó
enfoncement de la plaque en subduction par gravité, sous son propre poids
ð Compression pour les séismes profonds ó milieu plus rigide ou plus dense rencontré par la plaque en subduction vers 700km de profondeur qui résiste à la poursuite de l’enfoncement.

T : la plaque de LO plonge donc sous une autre plaque sous l’effet de son propre poids. Qu’advient-il des composants de cette LO dans ces nouvelles conditions de P et T ?

b.Le devenir des matériaux de la LO
- Double anomalie thermique au voisinage des zones de subduction (fig 98a CARON) :
ð Valeurs faibles aux fosses et prismes d’accrétion
ð Valeurs fortes aux arcs volcaniques et bassins d’arrière-arc

- Double anomalie gravimétrique au voisinage des zones de subduction :
ð Négative du côté de la plaque plongeante (déficit de masse)
ð Positive du côté de l’arc volcanique (excès de masse)
ð ó effets de la subduction d’une plaque plongeante :
ð dans la plaque lithosphérique entraînée en subduction, les transferts de chaleur se font uniquement par conduction
ð la plaque s’enfonce plus vite qu’elle ne se réchauffe : il doit donc y avoir une dépression des isothermes (fig 98b CARON)
ð Matériaux de la LO soumis à des conditions de fortes pression et températures anormalement basses (HP-BT) => courbe du solidus de ces matériaux non atteint => FP peu fréquente.

- Etudes expérimentales d’échantillon soumis à ces conditions de P-T (cellules à enclume de diamant et chauffage laser : cf fig 30 CARON) + observations directes de roches métamorphiques échantillonnées le long du plan de Benioff (exhumés par processus tectoniques ou enclaves au sein de roches volcaniques) :
ð Transformation des minéraux des basaltes et des gabbros, qui ne sont plus stables à ces conditions, en assemblages plus denses
ð Montrer un diagramme P-T avec les principaux faciès minéraux du métamorphisme et les évolutions constatées (chemins PTt ; cf Dico de géol, « métamorphisme ») :
ð Dans la LO en subduction, faciès des Schistes Verts, roches riches en chlorite et actinote => lors de leur enfoncement pendant le sous-charriage, portées dans les conditions du faciès des Schistes Bleus (chlorite et actinote -à glaucophane = amphibole sodique, minéral moins hydraté qu’une chlorite) => conditions du faciès des Eclogites (minéraux anhydres comme la jadéite = pyroxène sodique et le grenat.
ð Matériaux de la LO (de même que les sédiments qu’elle porte) subissent une déshydratation progressive pour former des roches métamorphiques de HP-BT
ð Déshydratation de la plaque LO plongeante joue ainsi un double rôle :
- facilitation de la FP du manteau sus-jacent -à magma calcoalcalin (volcanisme orogénique) à croûte continentale
- contamination de la source de magma (cf traceur béryllium radioactif 10Be, en provenance de la hte atmosphère, formé par interaction azote et oxygène soumis à rayons cosmiques, qui s’incorpore dans les sédiments argileux ; si on le trouve dans les laves calcoalcalines, comme dans les Aléoutiennes ou en Am Centrale = preuve de la contribution des sédiments à la genèse de ces magmas).

T : la LO, formée à l’axe des dorsales, modifiée au cours de son déplacement passif, disparaît en plongeant sous une autre plaque lithosphérique. Au cours de ce transfert, les matériaux de la LO sont recyclés et participent à la formation de LC, contribuant ainsi à retracer leur histoire.
Que se passe-t-il lorsque l’intégralité de la LO est subduite ? De la LO subsiste-t-elle au niveau des zones de collision ?

c. LO et chaînes de montagnes
- Observation d’ophiolites, par exemple à Oman (type HOT) ou dans le massif du Chenaillet, dans la zone Piémontaise alpine (type LOT) :
ð Séquence définie à la « Penrose conference » en 1972 : de bas en haut de la colonne stratigraphique : (cf fig 40 CARON)
- Tectonites péridotitiques
- Ensemble gabbroïque
- Complexe filonien
- Basaltes en coussin
ð Cet ensemble basaltique effusif est recouvert directement de roches sédimentaires marines (radiolarites, calcaires ou pélites).

- Comparaison entre lithosphère océanique et modèle ophiolitique (cf fig 41 CARON)
ð Séquences « communes »
ð Les ophiolites = d’anciennes portions de LO aujourd’hui incorporées à la croûte continentale dans les chaînes de montagnes.
ð Les ophiolites sont donc un indice du devenir de la LO au cours de subduction finissante entraînant des zones de collision. Elles représentent un argument en faveur de la tectonique des plaques.

Schéma-bilan des interactions LO avec LC, en lien avec sa genèse et son évolution, à l’échelle du Globe : cf fig 6.22 POMEROL
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Message par benguigui Sam 4 Avr - 0:08

Conclusion :
La lithosphère océanique est totalement affectée par le fonctionnement du Globe :
- les mouvements de remontées de matériel mantellique lui donnent naissance au niveau des dorsales océaniques
-ou bien des anomalies thermiques localisées (points chauds) dans lemanteau lui donnent naissance à l’intérieur des plaques.
Elle évolue alors par éloignement de part et d’autre de la dorsale en se chargeant de sédiments océaniques et en se refroidissant.
Elle peut alors entrer en contact passif avec la lithosphère continentale (marges passives) ou bien, sous l’effet cumulé de l’augmentation de densité due au refroidissement et de la charge sédimentaire, elle peut disparaître sous la lithosphère continentale (zone de subduction, marges actives) ou océanique. A terme, on peut retrouver sa trace dans les zones de collision (ophiolites).
La lithosphère océanique est donc mise en mouvement tant par des manifestations externes du fonctionnement du Globe (sédimentation)
qu’internes (convection mantellique). Cette couche représente donc une interface permettant à la Terre d’évacuer son énergie interne accumulée.
On peut donc s’intéresser aux mécanismes plus internes qui génèrent et régulent la circulation mantellique et les méthodes d’accès à ces informations.

(voir aussi le paragraphe VII du chapitre 2 pages 104-105 du CARON, qui peut faire office de très belle conclusion, avec ouverture sur
les continents pour décrire l’histoire ancienne du fonctionnement de la Terre, qui échappent plus facilement au recyclage par convection que la
LO -à renseignements que sur le fonctionnement actuel ou récent de la planète)
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Message par benguigui Sam 4 Avr - 0:11

Ouf ! ça y est ... bon pari raté, il est minuit passé, on n'est donc plus ce soir (très philosophique comme pensée ça !)

Désolé pour la mise en page, j'y passe du temps Mad mais ça ne donne pas toujours ce que j'ai sur mes docs : donc les "-à" ça correspond à une flèche ... Si vous avez des solutions pour la mise en page (à part envoyer des messages plus court) ...
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Message par benguigui Sam 4 Avr - 1:20

Bon, après lecture de tous les postes, déjà des remarques :

- je n'ai pas parlé de l'obduction (enfin, je crois pas ?)
- l'idée du temps long : pas sûr que ça ressorte réellement du plan ...
- grosse bêtise sur la compréhension de la subsidence : pas différence de densité entre les 2 lithosphères mais entre LO et manteau !
- désolé pour les fautes, j'en ai vu quelques-unes un peu trop grossières !!! Embarassed

Bon, il faudra que je relise mon plan à froid, en reprenant les idées déjà évoquées dans ce poste pour voir si je les ai placées ... Déjà, je pense que mon I va être à dispatcher ... Allez, au lit et retour sur ça dans 1 ou 2 jours !
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Message par Cattina Sam 4 Avr - 8:40

J'ai pas posté hier, parceque je me suis couchée entre ton 2e et ton 3e message, je ne voulais pas couper ton plan Wink

Bravo pour le boulot ! J'y reviens...
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Message par *milou* Lun 6 Avr - 11:22

Coucou!!! Alors j'ai décidé de faire cette leçon ce matin, je n'ai donc pas encore vu vos leçons et vos commentaires....

Genèse et évolution de la lithosphère océanique.

=> transparent avec répartition des plaques lithosphériques et leur âge.

Il existe 2 grands types de lithosphères composant les plaques lithosphériques: continentale et océanique.
Nous nous intéresserons ici à la LO.
1ère question: qu'est-ce qu'une lithosphère océanique? en quoi sa composition va t'elle révéler son origine?

RQ: sur ce document, on constate un âge maximal de 170 Ma pour la LO alors qu'on est à 4 Ga pour les LC... comment l'expliquer? quelle est l'évolution d'une LO?

I) Formation de la LO

=> photo d'ophiolite du chenaillet / ou faille de Véma avec dessin interprétatif légendé.

on commente... LO = des profondeurs vers la surface: péridotites, serpentinite, gabbros, basaltes en filons, basaltes.

où sont formés les basaltes? => aux abords des dorsales et au niveau de points chauds...

1° en contexte de divergence.

comment sont formés les constituants de la LO?

a) basaltes et gabbros

=> schéma avec solidus et géotherme.
FP due à decompression adiabatique au niveau des dorsales.
formation d'un magma qui remonte vers la surface, si refroidit en profondeur => gabbro, si en surface => basalte.
NB: forme en coussin due au refroidissement rapide par l'eau. LO est donc formée en milieu aquatique...?

Rq: à quoi est due la decompression permettant la FP des péridotites? => contexte de divergence, étirement de la croute, marge passive (je pars en HS là non??)

b) péridotite et serpentine

=> 2 roches sur table... avec les LM associées. On compare: serpentinite = péridotite hydratée.
on rejoint donc ce qui a été dit au dessus.

bilan: En contexte de divergence, l'étirement de la LC provoque une remontée des roches du manteau, decompression adiabatique et FP des péridotites aboutissant à un magma à l'origine des gabbros et basaltes composant la LO.

2° les points chauds

ex: île de la réunion, chaine hawai... petite participation basaltique à la formation de la LO.... à garder en partie tiroir peut être??

bref, LO formée. Comment evolue t'elle?

II) évolution de la LO

1° éloignement du point de formation

=> doc avec enregistrement magnétique de part et d'autre de la dorsale.

au fur et à mesure de sa formation, la LO s'éloigne de la dorsale.

2° sédimentation

=> doc avec epaisseur et âge des sédiments de part et d'autre de la dorsale

plus on s'éloigne, la LO est ancienne et epaisse.
Dépots de sédiments calcaires et siliceux.
Calcaires au dessus de CCD, siliceux en dessus.

est-ce vraiment utile de développer la sédimentation ici?? ça me parait indispensable mais on n'a que 30 min....

Rq: les vieux sédiments ont 170 Ma... comment l'expliquer??

III) disparition de la LO

plusieurs preuves en faveur d'une subduction:

=> tomographie sismique

identification d'une plaque plongeante anormalement froide... laisse à penser que c'est une LO comment en etre sur?

=> les roches métamorphiques
faciès SB et eclogite....

Conclusion:
La LO est formée aux abords des dorsales et disparait par subduction.
ouverture: - sur genese et evolution de la LC?
- sur courants marins?
- sur processus de sédimentation? (qui permet au jury de revenir sur ça si ils le jugent necessaire??)

Voilà....
*milou*
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