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1spé-T1B-Chapitre 11-TP 10 La dynamique des zones de convergence (subduction / collision) : Marqueurs des zones de subduction

1 Objectif : comprendre les zones de subduction - microscope polarisant.

Observation : 1spe-remo-T1-chap11, formuler une hypothèse sur la conséquence du vieillissement de la lithosphère océanique et de son

augmentation de densité. Problème : comment expliquer la subduction de la lithosphère océanique ?

Matériel : livre p. 228, logiciel tomographie sismique et Tectoglob, échantillons et lames minces de gabbro, métagabbro à hornblende, à

glaucophane et éclogite (mesure de densité), poly p. 6. Compétences Activités expérimentales Capacités

Utiliser un logiciel de simulation

Recenser, extraire, organiser et

exploiter des informations

Raisonner avec rigueur

Recenser, extraire, organiser et

exploiter des informations

Communiquer dans un langage

scientifique

1 - La tectonique en zone de subduction

2.

2 - Le devenir des roches de la lithosphère subduite

Réaliser l'ECE p. 2.

Donner deux conséquences des transformations minéralogiques dans la plaque.

3 - L'origine de la subduction

- 217. - Établir un lien entre le pourcentage de frontière de plaques en subduction et sa vitesse absolue de déplacement p. 7 et p. 189. Conclure sur le moteur de la tectonique des plaques. Bilan

Schématiser une zone de subduction.

- Analyser les résultats de différentes méthodes pour identifier le plan de Wadati-

Benioff.

- Comparer la minéralogie déshydratation de la lithosphère (schiste bleu ; éclogite). - Discuter les relations entre pourcentage de subduction aux frontières de plaques. - En considérant la densité moyenne de la lithosphère et de la lithosphère qui induiraient un déséquilibre gravitaire.

Confronter les valeurs aux

situations réellement observées. -rendu sur feuille double faisant apparaître la démarche expérimentale.

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1 - La tectonique en zone de subduction

Matériel et prot

Matériel :

- logicielle tomographie sismique utiliser le lien - logiciel Tectoglob dans le répertoire géologie

Afin de déterminer one de subduction :

- réaliser, avec le logiciel tomographie sismique, une coupe est-ouest à travers les Andes au niveau du

Chili, repérer les zones anormalement chaudes et froides. - réaliser, avec Tectoglob, la même coupe.

- habiller la coupe de Tectoglob déplacement des plaques, le nom des plaques et en matérialisant en rouge le plan de

Wadati-Benioff en rouge, la zone de magmatisme.

- intégrer la coupe dans un document traitement de texte et l'enregistrer en PDF sur la clé USB.

2 - Le devenir des roches de la lithosphère subduite Fiche sujet candidat

Mise en situation et recherche à mener

Les gabbros océaniques sont des roches holocristallines riches en pyroxènes et en plagioclases qui se mettent en place au niveau

de la dorsale (entre 2 et 7 km) sous les basaltes, à

solide, des transformations minéralogiques (pyroxènes transformés en amphiboles) : ils deviennent ainsi des métagabbros à

hornblende. Lors de la subduction ils deviendront des métagabbros à glaucophane puis de l'éclogite.

On cherche à établir les relations entre les compositions minéralogiques des métagabbros et histoire de la roche.

Ressources

Gabbro G0 Lame mince de gabbro G0 Les roches à structure holocristallines sont les roches magmatiques ayant entièrement cristallisé. Les roches à structure hémicristalline sont les roches magmatiques ayant partiellement cristallisé (verre + minéraux).

Les transformations métamorphiques se font de

la périphérie vers le centre du minéral.

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Fiche sujet candidat

Matériel et prot

Matériel :

- métagabbro à hornblende G1, à glaucophane G2 et éclogite G3 - lames mince - microscope polarisant - FT G01 et 06 - densité Afin de déterminer les relations entre les compostions minéralogiques des métagabbros et histoire de la roche : - (ou la loupe à main), dans les métagabbros des auréoles de métamorphisme dans un minéral (transformation de la périphérie vers le centre du minéral). vérification - observer au microscope polarisant les lames minces des 3 roches - mesurer la densité de G3.

- placer sur le diagramme pression-température de la fiche réponse les roches conformément à leur

composition minéralogique. Sur le diagramme, indiquer par des flèches la succession des transformations minéralogiques subies par les gabbros océaniques à partir de G0.

Fiche sujet candidat générique

Étape B : Communiquer et exploiter les résultats pour répondre au problème

Sous la forme de votre choix, présenter et traiter les données brutes pour quelles apportent les informations nécessaires à la résolution

du problème.

Répondre sur la fiche-réponse candidat, appeler lexaminateur pour vérification de votre production.

Exploiter les résultats pour résoudre la situation problème.

Répondre sur la fiche-réponse candidat.

Étape A : Proposer une stratégie pour résoudre une situation problème

Proposer une stratégie .

Présenter et argumenter votre stratégie .

Préciser le matériel .

M votre protocole pour obtenir des résultats exploitables. Si besoin et à tout moment et au plus tard après 15 minutes, votre stratégie.

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4 que chevauchante. (= une

éclogite).

chimiques entre les minéraux. Feldspath alcalin (Albite) + Glaucophane Grenat + Jadéite + eau

Le glaucophane est un minéral

hydraté qui contient des groupements OH.

Grenat et jadéite sont des

minéraux anhydres dépourvus de groupements OH. Les transformations minéralogiques des gabbros de la croûte océanique

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5 Les transformations minéralogiques des gabbros de la croûte océanique (lama mince)

G1 Métagabbro à hornblende (amphibole) (LPNA) G2 Métagabbro à glaucophane (amphibole) (LPA)

G3 Métagabbro à hornblende à jadéite et grenat (= éclogite) (LPNA) (LPA)

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Fiche réponse candidat

Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Diagramme profondeur - température simplifié montrant les domaines de stabilité de quelques associations de minéraux caractéristiques (ces domaines de stabilité ont été déterminés expérimentalement)

Replacer G1, G2 et G3

Domaines de stabilité des minéraux

I = association à glaucophane + jadéite

II = association à glaucophane + plagioclase III = association à grenat + jadéite +/- glaucophane IV = association à chlorite + actinote + plagioclase

V = association à hornblende + plagioclase

VI = association à grenat + jadéite

VII = association à pyroxène + plagioclase

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3 - L'origine de la subduction

Pourcentage de frontière de plaques en subduction en fonction de la vitesse absolue (par rapport aux points chauds) des plaques

Vitesse moyenne des plaques (cm/an)

Pourcentages de frontière de plaque en subduction (ng/100 mL de plasma) 40
30
20 10

0 2 4 6 8 10

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