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quence and its complementary oligonu-cleotide sequence are shown below the bar characterization of hybrids, the hybrid cell lines, and the DNAanalyses have been described (22-25) RESULTS PartialAminoAcidSequences Fourpeptides derivedfrom hTPOwere isolated and sequenced, and portions ofamino acid sequences were used to synthesize three different

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Séquence 5-SN02

La convergence lithosphérique et ses effets>

141© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Introduction

145

Chapitre 1 > Convergence et subduction

147
A

Les caractéristiques des marges actives

? Des reliefs particuliers marqués Une forte activité géologique Des anomalies du flux géothermique Des déformations caractéristiques B

Le moteur de la subduction

C

Le magmatisme des zones de subduction

? Les roches magmatiques des zones de subduction L"origine et l"évolution des magmas des zones de subduction Chapitre 2 > Convergence et collision continentale 161
A

L"origine des Alpes : un océan disparu

? Un aperçu de l"histoire océanique des Alpes Des témoins de l"ancien océan alpin B De l"océan alpin à la chaîne de montagnes ? La disparition de l"océan alpin La collision entre les continents : formation de la chaîne de montagnes C

L"évolution d"une chaîne de collision

Bilan > La dynamique de la lithosphère : de l'ouverture océanique à la collision continentale 175

143Sommaire séquence 5-SN02© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02145

ntroduction

Acquis de Première S

Document 1schéma de la structure du globe

La Terre est constituée de trois enveloppes

concentriques chimiquement différentes : la croûte, le manteau et le noyau. La croûte, partie la plus superficielle, s'étend de 0 à 30 km en moyenne sous les continents (jusqu'à plus de 70 km sous les montagnes) et de 0 à 7 km sous les océans. Elle représente

1 % du volume terrestre. On distingue la croûte

continentale et la croûte océanique.

Le manteau, qui représente 83 % du volume

terrestre , s'étend de la base de la croûte (dis- continuité " Moho ») jusqu'à 2900 km de pro- fondeur. Il est divisé en 2 parties : le manteau supérieur (du Moho jusqu'à 670 km) et le man- teau inférieur (de 670 à 2900 km). Le manteau supérieur présente dans sa partie supérieure une zone froide, rigide, peu défor- mable et dense ; l'ensemble " croûte-partie supérieure du manteau supérieur » constitue la lithosphère (du Moho jusqu'à environ 100 km de profondeur).

En dessous de la lithosphère, le

manteau supérieur est plus chaud, moins rigide et plus déformable : il s'agit de l' asthénosphère (de 100 à 670 km).

Le noyau représente le reste de la Terre (16 %

du volume terrestre) et s'étend de 2900 à 6400 km de profondeur ; on distingue un noyau externe liquide (de 2900 à 5150 km) et un noyau interne (" graine ») solide (de 5150 à

6400 km).

Croûte et manteau sont riches en

silicates le noyau est principalement constitué de fer métallique.© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02146

Document 2Les plaques lithosphériques

La lithosphère est morcelée en plaques rigides mobiles (12 plaques lithosphériques majeures) ; certaines

plaques sont de nature totalement océanique , d'autres sont mixtes océaniques-continentales, d'autres enfin sont entièrement continentales. Les plaques lithosphériques sont bordées par trois types de fronti

ères :

les frontières en divergence : dorsales océaniques où se forme la lithosphère océanique ( zones d'ac- crétion) ; les frontières en convergence : zones de subduction caractérisées par la présence de fosses oc

éani-

ques

, où la lithosphère océanique disparaît, et zones de collision, caractérisées par la présence d'une

chaîne de montagnes, où s'affrontent deux lithosphères continentales ; - les frontières en coulissage : les failles transformantes. La théorie de la tectonique des plaques explique la dérive des con tinents ; le moteur de la mobilité des plaques lithosphériques réside dans la mise en mouvement du mantea u solide par convection due à la dissipation de l'énergie interne du globe.

Problème scientifique

Les caractéristiques de la divergence ont été étudiées en classe de Première. Dans cette séquence nous étudierons les caractéristiques de la convergence des plaques lithosphériques dans les zones de subduction (chapitre 1) et dans les zones de collision continentale ( chapitre 2).© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02147

Convergence et subduction

Introduction

Le visage de la Terre est façonné en permanence par le mouvement des plaques lithos phériques : les

reliefs, les séismes et le volcanisme en sont des témoins. La distribution géographique de ces signatures

de la tectonique des plaques correspond aux limites de plaques : zones de convergence, de divergence ou de coulissage.

Dans une

zone de subduction , la convergence se traduit par une disparition de la lithosphère océ anique dans l'asthénosphère ; la subduction d'une plaque océanique sous une autre plaque océ anique ou sous

un continent est marquée par différentes manifestations (reliefs, séismes, volcanisme autre que celui

des dorsales...) caractéristiques de ces zones appelées marges actives.

Document 3

Localisation des marges actives

Séismes

Volcan

Volcanisme de

dorsale (accrétion : divergence)© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02148

ALes caractéristiques des marges actives

Des reliefs particuliers marqués

Document 4Affrontement des plaques de Nazca et sud-américaine

La frontière de plaque est marquée par un

relief négatif majeur : le fond océanique , dont la profondeur moyenne est de 4000 m au niveau des plaines abyssales, s'abaisse au niveau de la fosse océanique certaines fosses océaniques atteignent plus de de profondeur cas de la fosse des Mariannes, de la fosse des Kouriles en bordure ouest de la plaque Pacifique. Au-delà, la fosse est bordée par un relief positif important : le bord de la plaque chev auchante porte des volcans actifs constituant un arc mag- matique insulaire quand la plaque chevauchante est une plaque océa- nique (ex : arc des Petites Antilles) ou une cordillère quand ces volcans sont portés par une plaque chev auchante continentale déformée (ex : cordillère des Andes) ; on parlera dans ce cas de chaînes de subduction, pour les distinguer des chaînes de collision continentale (dans les

Andes,

les sommets atteignent près de 7000m). La distance qui sépare la fosse océanique de l'arc magmatique e st de quelques centaines de kilomètres et la dénivellation entre le fond de la fosse et le sommet des volcans peut atteindre 15 km. Les arcs volcaniques actifs des zones de subduction représentent une

longueur cumulée de 30 000 km, dont 25 000 km pour la seule " ceinture de feu » péri-pacifique.

Une forte activité géologique

a) Une activité sismique importante

80 % de l'énergie sismique globale est dissipée par les séis

mes se produisant dans les zones de subduction. Document 5Localisation et profondeur des foyers sismiques en Amérique du Sud

La majeure partie des séismes est superfi-

cielle, localisée entre la fosse océanique et la zone volcanique. Cependant on observe quelques séismes à foyer nettement plus profond, jusqu'à 700 km de profondeur, plus éloignés de la fosse océanique.© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02149

Activité

autocorrective n° 1

Document 6

Convergence de plaques au niveau de l'arc insulaire japonais Le tableau ci-dessous présente les caractères d'une vingtaine d e séismes recensés dans l'arc insulaire

japonais de 1970 à 1977 à la latitude 41 °N. Pour chaque séisme sont indiquées la longitude et la

profondeur du foyer. Longitude (°E)138 146 130 144 144 142 142 142 144 142 Profondeur du foyer (km)333 3 528 28 35 60 5 67 18 41 Longitude (°E)143 141 142 141 142 142 142 138 138 143 Profondeur du foyer (km)50 105 67 93 71 62 54 226 133 61 D'après ces données, établir une relation entre la longitude des foyers sismiques et leur profondeur. Esquisser une coupe Est-Ouest de la région étudiée sur laquelle seront indiqués les repères géogra-

phiques d'une part, les profondeurs des foyers sismiques d'autre part. Repérer la localisation géogra-

phique de la fosse océanique sur cette coupe. Que remarque-t-on quant à la distribution des foyers

sismiques ? Les foyers sismiques sont distribués à des profondeurs croissantes quand on s'éloigne de la fosse océanique ; ils sont localisés sur un plan incliné appelé plan de Wadati-Benioff qui plonge sous l'arc magmatique . Ce plan matérialise le plongement de la lithosphère océanique sous une autre plaque océanique ou sous un continent. Les séismes les plus superficiels sont localisés dans la plaque ch evauchante, sur une largeur de quel-

ques centaines de kilomètres ; les séismes plus profonds se produisent dans la plaque océanique

en subduction et traduisent essentiellement des contraintes de compression, signe que la plaque subduite rencontre une partie du manteau s'opposant à sa pénétration.

© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02150

? Remarques? Pour un même plan de Wadati-Benioff, le pendage peut varier d"un point à un autre.

? Les pendages moyens des plans de Wadati-Benioff varient également d"une zone de subduction à une autre (de 10 ° sous

les Andes australes à plus de 80° sous les Mariannes). Ces variations sont liées à l"âge des lithosphères subduites : les

plaques à croûte jeune (moins de 35 Ma ; ex : plaque de Nazca) conduisent à des subductions à pendage faible (

< 30 °) alors que celles à croûte plus ancienne conduisent à des pendag es plus importants (de 30 ° à 80 °). b) Un volcanisme de type explosif Le bord de la plaque chevauchante porte des volcans dont les éruptions sont très violentes et caracté-

risées par des explosions, des nuées ardentes, des projections de cendres et blocs volcaniques.

Document 7

Éruption de la Montagne Pelée de 1902 (Martinique)

" Dès le 2 Avril 1902 on avait senti une odeur de soufre à St Pierre... Tandis que le volcan continuait à

gronder et à trembler, des trombes de pluie s"abattaient sur les hauteurs. Le 5 Mai, une coulée de boue large

de 400 m et épaisse de 30 m détruisit la sucrerie (...).Le 8 mai, la Montagne Pelée explosa : un immense

nuage de cendres et de blocs volcaniques déferla à 160 km.h -1 sur St Pierre. Deux habitants sur les trente mille que comptait la ville survécurent Texte extrait de Planète Terre - Les volcans, Time Life

26 Mai 1902

Nuée ardente

S t -Pierre détruit après l"explosion de la Montagne Pelée

Aiguille de lave en Nov. 1902.

Cette aiguille est sortie dès la mi-

octobre 1902 ; 7 mois plus tard, sa hauteur dépasse celle de la

Tour Eiffel.

La Montagne Pelée après l"explosion© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02151

La majorité des volcans actifs des zones de subduction (Montagne Pelée, Mont Saint Helens, Vésuve...)

sont situés parallèlement à la fosse océanique, à l'aplomb des parties du plan de Wadati-Benioff pro-

fondes de 100 à 150 km.

Ils constituent des

arcs magmatiques formant un arc insulaire volcanique (cas d'une subduction entre deux plaques océaniques) ou présents au sein d"une cordillère (cas d'une subduction d'une plaque océanique sous un continent).

Des anomalies du flux géothermique

RappelIl existe un flux de chaleur permanent depuis l'intérieur du globe jusqu'à sa surface, appelé flux géo- thermique. Chaque seconde, la Terre perd en moyenne par toute sa surface une quantité d'énergi e interne d'environ 4,2.10 13

W soit 50 mW.m

-2 On a mesuré le flux de chaleur au travers d'une zone de subduction

Activité

autocorr ective n° 2

Repérez, d'après le document 8, la valeur du flux géothermique moyen au niveau de la plaque océa-

nique avant son entrée en subduction. Comment varie ce flux au niveau de la zone de subduction ?

Proposez une explication.

Document 8Variation du flux de chaleur

On remarque deux

anomalies du flux géothermique au niveau de la zone de subduction : ? une anomalie négative au niveau de la fosse océanique qui suggère la présence d'u n matériel " froid » en profondeur qui a pour effet de réduire le flux de chaleur ? une anomalie positive au niveau de l'arc magmatique (cordillère ou arc insulaire) qui suggère la présence d'un matériel " chaud » contribuant à l'é lév ation du flux de chaleur. L'anomalie négative correspond au plongement de la plaque océani que froide dans l'asthénosphère, tandis que l'anomalie positive est le reflet de la remontée et de l'accumulation de magmas à la base de la croûte de la plaque chevauchante. On a pu estimer les températures qui règnent à l'intérieu r de la plaque subduite (modélisations à partir de calculs prenant en compte la vitesse de déplacement de la p laque, sa capacité calorifique,

sa conductivité thermique et le flux thermique en surface) : on trace ainsi les isogéothermes (= lignes

d'égale température) sous l'espace arc magmatique-fosse océ anique.© Cned Ð AcadŽmie en ligne

Séquence 5-SN02152

Document 9Modèle des isogéothermes calculés dans une zone de subductionquotesdbs_dbs20.pdfusesText_26