partie 2: les continents et leurs dynamiques
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Partie2:lescontinentsetleursdynamiques
CHAP 3:ZONEDESUBDUCTIONETPRODUCTIONDECROUTE
CONTINENTALE
Zonedesubductionetd’accrétion
Subduction Indonésie
Subduction Tonga-Kermadec
Dorsale EstPacifique
SubductionAndes
DorsaleAtlantique
Dorsale deCarlsberg
Afrique
Amériquedu sud
• Leszonesdesubductionsontdesfrontièresconvergentesoùlalithosphèreocéaniqueplongedansl’asthénosphère.
• Lasubductionpeutaboutiràladisparitiond’unocéanetàl’affrontementdedeuxlithosphèrescontinentales,cequientrainelaformationd’unechainedemontagne.
• Leszonesdesubductionsontcaractériséesparuneactivitémagmatiqueimportante.
ØQuellessontlescaractéristiquesduvolcanismedeszonesdesubduction ?
ØQuelleestl’originedumagmatismedeszonesdesubduction ?
Ø Commentexpliquerlaproductiondematériauxcontinentauxauniveaudeszonesdesubduction?
I- Levolcanismedeszonesdesubduction
• L’activitémagmatiquedeszonesdesubductions’exprimeensurfaceparunvolcanismeimportant.Cevolcanismediffèredeceluidesdorsalesocéaniquesetdespointschauds.
Quellessontlesparticularitésduvolcanismedeszonesdesubduction ?
1- Duvolcanismeexplosif(docp.190-191)
• Leszonesdesubduction=>denombreuxvolcansdisposéssurlesplaqueslithosphériqueschevauchantes,parallèlementauxfossesocéaniquesquilesbordent.
• Leséruptionsdetypeexplosives(paroppositionauxéruptionseffusivesdesvolcansdetypepointchaudetdesdorsales).
• Doc4p.191=>l’importanteviscositédeslavesliéeenparticulieràsaforteteneurensilice=>« bouchon»=>ERUPTIONEXPLAUSIVE
Doc2et3p190
- lalave,tropvisqueusepourpouvoirs’écoulerfacilement,serefroidit=>« bouchon »danslacheminéevolcanique.
- Lesgazprovenantdudégazagedumagmas’accumulentalorsdanslacheminéeet,lorsque lapressiondesgazdevienttropimportante,ellepulvérise lebouchon et,souvent, toutelapartiesommitaleduvolcanestdécapitée.
- Cettegigantesqueexplosiondonnenaissanceàunénormepanachevolcaniqueetàunenuéeardente,aérosolcomposédegaz,decendresetdeblocsdetoutestailles,portéàhautetempératureetdévalantlespentesàunegrandevitesse(200à600kmparheure).
2- Desrochescaractéristiques
• Leszonesdesubduction=>magmatismeintenseetdoncimportanteproductionderochesmagmatiques.
Ø Quellessontlescaractéristiquesdesrochesmagmatiquesdeszonesdesubduction ?
Docp.192Dansleszonesdesubduction,commelesAndes,ilestsouventpossibledeconstaterlaprésence:- d’andésites- degranodioritesCesrochespartagentdescompostionschimiquessimilairesdesortequ’ellespeuventêtreconsidéréescommelesproduitsdurefroidissementetdelacristallisationd’unmêmetypedemagma.
• Lesandésites(doc1p192):rochesmagmatiquesvolcaniquesàstructuremicrolithique =forméesdemicrolitesnoyésdansunverrenoncristallisé.Unetellestructurerévèleunrefroidissementrapidedumagmaensurfaceàlasuited’uneéruption.• Lesgranitoïdes (doc2p.193):Rochesmagmatiquesplutoniquesàstructuregrenue= entièrementcristalliséesetcomposéesdephénocristaux.Unetellestructurerévèleunrefroidissementlentenprofondeur,àl’intérieurd’unegrosse« bulle »quel’onappelleunpluton.
• D’unpointdevuechimique(doc3p.193),l’andésiteetlesgranodioritessontplusricheensiliciumqu’unbasalteetmontrentsurtoutlaprésenced’hydrogènequi,combinéàl’oxygène,rendcomptedelaprésencedeminérauxhydroxylées(micasetamphiboles).
=>Cettepropriétéestàmettreenparallèleaveclaprésenced’eaudanslesgazvolcaniquesémisetsuggèrelaprésenced’eaudanslesmagmasàl’originedeleurformation.
D’unpointdevuechimique(doc3p.193),l’andésiteetlesgranodioritessontplusricheensiliciumqu’unbasalteetmontrentsurtoutlaprésenced’hydrogènequi,combinéàl’oxygène,rendcomptedelaprésencedeminérauxhydroxylées(micasetamphiboles).=>Cettepropriétéestàmettreenparallèleaveclaprésenced’eaudanslesgazvolcaniquesémisetsuggèrelaprésenced’eaudanslesmagmasàl’originedeleurformation.
II- Subductionetformationdemagmamantellique• Laformationdumagmaauniveaudesdorsalesocéaniques
provientdelafusionpartielledespéridotitespardécompressiondumanteauàl’aplombdeladorsale.
Ø Commentexpliquerlaformationdumagmadansleszonesdesubduction ?
http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/plan.section.1.html
Aconsulter!
1- Conditionsdelafusionpartielledanslemanteaudeszonesdesubduction(doc1p.194)
Danstoutesleszonesdesubduction,lesvolcanssontexactementàl’aplombdelazoneoùlalithosphèresubduite s’enfonceentre80et140Kmdeprofondeur.
Lescourbesdecouleursreprésententlasubduction delalithosphère àunlieuxgéographique donné
Cegraphepermetdesereprésenterlestempératuresdelalithosphère continentaleteocéaniqueenfonctiondelaprofondeur.
Or,desexpériencesdefusionexpérimentaledespéridotitesindiquentqu’àcesprofondeurs,latempératureestinsuffisantepourfranchirlesolidussecdespéridotites.
S
Pression(GPa)
7,5
5
2,5
0
Profondeur(Km)
240
160
80
0T(°C)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
L
liquide
liquide
solide
+
solide
fusionexpérimentaledelapéridotitesèche
Géotherme dedorsale
Géotherme deplaineabyssale
Géotherme dezonedesubduction
Solidusdespéridotites
• Legéotherme,c’estàdirelacourbedetempératureenfonctiondelaprofondeur,d’unedorsale(rouge)traverselesolidussecdespéridotites=>lesperidotitesnonhydratéesentrentenfusionpartielle=>MAGMA
• Legéotherme d’unedelaplaineamyssale (bleu)netraversepaslesolidussecdespéridotites=>lespéridotitesnonhydratéesrestentsolides
• Idem,legéotherme deszonesdesubduction(vert)nepermetpasd'obtenirunepéridotitesècheenfusionpartielle.
SPression(GPa)
7,5
5
2,5
0
Profondeur(Km)
240
160
80
0T(°C)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
L
liquide
liquide
solide
+solide
Géothermedezonedesubduction
Géotherme dezonedesubduction
Solidusdespéridotiteshydratée
Enrevanche,sionobservelegrapheci-dessous,onconstatequelemêmegéotherme traverselazonedefusionpartiellesionestenprésencedepéridotitehydratéeEneffet,lesolidusdespéridotiteshydratéesn’estpaslemêmeilestabaisséentempératureentre80et160kmdeprofondeur.
fusionexpérimentaledelapéridotitehydratées
• Iln'yauravolcanismedesubductionquesietseulementsilapéridotitemantelliquesituéeaudessusdelaplaqueplongeanteesthydratée.
• Onpeutfacilementtirerdugraphequecemagmaseformeentre80et150kmdeprofondeur,c'estàdiredanslemanteausituéaudessusdelalithosphèresubduite.
Fusionpartielledelapéridotite
SIELLEESTHYDRATEE
• Seposealorsleproblèmedel'originedel'eauquihydratelapéridotite.
2- Originedel’eaunécessaireàlafusionpartielledoc2et3p195
• Lesrochesduplancherocéaniquess’engagentensubduction,cesontdesgabbros,composésdepyroxènesetdeplagioclases(onneparlerapasdesbasaltes).Ilssontrecouvertsdesédimentsocéaniques.
• Suiteàleuréloignementdeladorsale,cesgabbrossesonthydratés.• Aucoursdeleurenfouissement,leschangementsdeconditionsde
températureetpressionentrainentdesréactionschimiquesàl’étatsolideentrelesminérauxconstituantlesgabbros(métamorphisme) :
• entre30et50Kmdeprofondeurlesmétagabbrospassentdufacièsschistevertaufacièsschistebleu.Cetteréaction,conduisantàlaformationdeglaucophane,libèredel’eau.
• entre50et75Kmdeprofondeur,lepassagedufacièsschistebleuaufacièséclogitelibèreégalementdel’eau(lorsdelaformationdugrenatetdelajadéite).
• deplus,l’enfouissementdessédimentsocéaniqueslibèreluiaussidel’eau.
• Lespéridotitesdumanteaudelaplaquechevauchanteseretrouventalorshydratées,etentrainéesenprofondeur(jusqu’àenviron100km)souslaplaquechevauchant.Ellesfranchissentalorslesolidushydratéetentrentenfusionpartiellegénérantlemagmaandésitiqueàl’origineduvolcanismevisibleensurface