Le chapitre
Dernière mise à jour le 10/02/18
Partie 1b : Le domaine continental et sa dynamique

2. Fiches & Documents

Noter que lors des séances de TP, les fiches disponibles sur cette page du site ne sont pas données à l'élève en début de séance.
Un questionnement contextuel ayant comme support les acquis est demandé ou proposé aux élèves en début de séance.
Les élèves ont une bonne dizaine de minutes pour formuler une démarche de résolution (les supports sont les acquis cognitifs et méthodologiques, le matériel disponible au lycée). Cette démarche est notée au brouillon et sa présentation est orale et collective.
Ce n'est qu'alors que la fiche TP ou une partie est distribuée.

Rappels

  • Pour réactiver et fixer les notions indispensables sur les géosciences
    • Géosciences Terre - Le numéro spécial de Research eu (Magazine de l'espace européen de la recherche) - En téléchargement gratuit.
    • Séismes et tectonique (un bon rappel !) - Universcience.tv - Visionner et télécharger
    • Fresque interactive des temps géologiques (Un rappel du Collège) - En téléchargement zip - Dézipper dans un répertoire puis ouvrir le fichier "index", la frise interactive s'affiche dans votre navigateur comme Firefox ou Chrome.
    • Coupe schématique de la croûte océanique d'après les observations de la croûte obduite en Oman et aux Émirats - Lien.
    • Schéma animé sur la formation des marges passives - Lien
    • Schéma bilan de la tectonique des plaques - Lien


Comment bougent les continents ? (INSU - CNRS - Les dessous de la planète)

Chapitre 1 : La lithosphère continentale

  • TP. 1b.1.1 - Les caractéristiques du domaine continental
    • Fiche TP. 1
    • Fiches techniques et documents complémentaires
  • Documents, corrigés et logiciels utilisés pour le TP
    • Mesurer l'épaisseur de la lithosphère continentale avec Google Earth
      • Fichier kmz "Montagnes jeunes et anciennes" - Lien
      • Profil topographique à imprimer avec feuille graphique pour dessiner la profondeur du Moho
      • Corrigé du profil topographique pour la mesure de l'épaisseur de la croûte continentale entre le Massif Central et les Alpes - Lien
      • Capture d'écran de la manipulation avec le logiciel Google Earth - Lien
    • Mouvements isostasiques
      • Document de référence - Ouverture et fermeture par obduction de l'Océan Téthys
      • Image de secours pour la problématique - La terrasse fluviatile du wadi Ayim (arrêt 2a) - Lien
      • Exemple corrigé de résultats obtenus par modélisation de la croûte continentale arabique avant (110 Ma), à la fin (80 Ma) et après l'obduction (actuel) - Interprétation
    • Datation des roches qui affleurent
      • Carte de l'âge du domaine océanique et du domaine continental - Lien
      • Fichier Excel avec les données pour dater par radiochronologie le massif de Guéret - Lien xlsx - Lien xls
      • Protocole d'obtention d'une courbe isochrone pour datation absolue d'une roche - Lien
      • Comprendre la datation absolue d'une roche comme le granite par la méthose Rubidium / Strontium - Présentation de Cédric Jankowiak
      • C14, Maitre du temps - Magazine n°18 - Les Savanturiers (CEA) - Lien - - Vidéo
      • Tableau périodique des éléments - Cité des Sciences
      • Fichier corrigé de datation par radiochronologie des granites du massif de Guéret
      • Le principe de la datation absolue - Lien
    • Les fichiers compressés - Lien
  • Logiciels utilisables
  • Documents complémentaires
    • Carte de l'âge des fonds océanique de la planète Terre - Lien
    • Carte de l'âge de la lithosphère continentale de la planète Terre - Lien
    • Carte topographique et bathymétrique de la planète Terre (reliefs des continents et fonds océaniques) - Lien
    • L'épaisseur de la croûte continentale au niveau d'un massif montagneux érodé et d'un massif jeune - Lien
    • Une simulation numérique de la profondeur de la racine crustale ( protocole et fichier Excel) - Lien
    • Les mouvements relatifs des différentes plaque à la surface de la Terre - Lien NASA JPL
    • Profondeur du Moho dans différentes régions de France - Lien
    • Les terrasses fluviatiles du wadi Fay (région de Dibba) - Lien
    • La datation des roches
    • La datation par la radioactivité - Une animation interactive de Phet - Université du Colorado
      (nécessite d'installer Java) Acces direct depuis       http://phet.colorado.edu/fr/simulation/radioactive-dating-game
  • En savoir plus
    • Les cartes de la CCGM (Commission de la Carte Géologique du Monde) - Lien
    • Calculer la profondeur du Moho par la méthode des enregistrements sismiques - Lien
  • TP. 1b.1.2 - Épaississement de la croûte continentale et formation des chaînes de montagnes
    • Fiche TP. 2
    • Fichier texte du TP.2 pour récupérer les tableaux à compléter dans votre compte-rendu - Lien
    • Document référence de la fiche TP - Modèle Alpes occidentales - Lien
    • Le principe de fonctionnement du microscope polarisant
    • Domaines de stabilité des minéraux - Diagramme Pression / Température - Graphes animés
  • Correction
    • Fiche TP. 2 Corrigée
    • Récapitulatif des marqueurs d'un océan disparu, repérés en T.P et en cours, dans le but de reconstituer l'histoire d'une chaîne de collision : les Alpes
    • Récapitulatif des évènements qui ont constitué l'histoire des Alpes
    • Schéma bilan de la formation des Alpes, résultat d'une collision
    • Formation de magma grantique dans la racine de la montagne
    • Les déformations de la lithosphère continentale en fonction de la profondeur
  • Introduction - Présentation du Massif Alpin
    • Document de présentation des Alpes dans le cadre méditerranéen et mondial
    • Image satellitale des Alpes occidentales interprétée géomorphologiquement ATTENTION - La taille de l'image est très élévée (1350 x x1034 pixels). pour plus de confort, l'écran de l'ordinateur doit être réglé sur la résolution de l'écran la plus élevée (sur votre PC, réglage dans Configuration - Affichage - Paramètres).
    • Carte géomorphologique des Alpes occidentales - Coupes 4a et 4b de la carte
    • Carte structurale des Alpes occidentales externes
  • Documents utilisés pour le TP
    • Autres documents de référence complémentaires
      • Modèle Alpes - Lien
      • Profil ECORS à travers les Alpes occidentales - Lien
      • Carte géologique structurale simplifiée des Alpes occidentales - Lien
    • Document 1 - Paysage interprété du Col du Lautaret - Image
    • Document 2 - Le Chenaillet
      • Vidéogramme de Raymond Cirio - Les ophiolites du Chenaillet (projeté en cours)
      • Image d'interprétation du film (documents réalisés par J.P. Chouzenoux)
      • Coupe schématique de la croûte océanique d'après les observations de la croûte obduite en Oman et aux Émirats - Lien.
    • Document 3 - Paysage de la falaise d'Arpenaz et modélisation des déformations
      • Le fonctionnement des failles - Modéle animé - Lien
      • Le pli du "Chapeau de Gendarme" dans le Jura français.
    • Document 4 - Une succession de blocs basculés à l'Est de Grenoble
      • Un bloc basculé avec sédimentation synrift- Ouverture du rift à Djibouti
      • Schéma animé sur la formation des marges passives - Lien
Résultats obtenus par les élèves (janvier 2013)
Modélisation des déformations de convergence (strates constituées de farine et de chocolat en poudre dans une mini-cuve)
Dans un environnement ductile (obtenu sans presser fortement les strates) - Formation de plis Dans un environnement cassant (obtenu en pressant fortement les strates) - Formation de failles inverses et de charriages
  • Logiciel utilisé
    • Alpes de l'APBG - non téléchargeable
  • Documents complémentaires
  • En savoir plus
    • Carte du métamorphisme des Alpes occidentales
    • L'étude des profils ECORS, l'étude des cartes géologiques mettent en évidence les structures profondes d'une chaîne de collision :
      • un épaississement de la croûte (la discontinuité du Moho se situe à plus de 50 km au lieu de 30),
      • des structures en écailles,
      • des chevauchements affectant des sédiments marins, des marges passives, un plancher océanique, deux croûtes continentales, le manteau.
    • Les Alpes, évolution géodynamique - Lien
    • Autres images satellitales des Alpes
      • Une nouvelle vue satellitale complète des Alpes sans nuages et sous la neige ce qui marque le relief (10 novembre 2011) - On peut télécharger un très belle image en plus haute définition - Lien NASA
      • Une superbe vue satellitale des Alpes sans nuages et sous la neige ce qui marque le relief (janvier 2011) - On peut télécharger l'image en plus haute définition - Lien NASA
        • Galerie Multimedia ESA - ESA
    • Comment fonctionnent les grandes failles ? - Émission (29 min) de Planète Terre sur France Culture du 15/05/2013 - Me contacter au labo si l'émission n'est plus disponible.


Comment naissent les montagnes ? (INSU - CNRS - Les dessous de la planète)

Chapitre 2 : Les subductions

  • TP. 1b.2.1 - Les subductions
    • Fiche TP. 3 - Version Word incomplète pour compte-rendu - Lien
    • Fiche TP. 3 Corrigée
  • Documents pour le TP
    • Carte des limites de plaques - Lien
    • Carte de l'âge des fonds océanique de la planète Terre - Lien
    • Documents 2 à 4 de la fiche TP en couleur
    • Le principe de fonctionnement du microscope polarisant
    • Fiche de reconnaissance des minéraux sur lame mince en lumière analysée et polarisée
    • Logiciel de reconnaissance des minéraux sur lame mince en lumière analysée et polarisée - Lien
    • Domaines de stabilité des minéraux - Diagramme Pression / Température - Graphe animé
  • Logiciels utilisés
  • Documents complémentaires
    • Pour réaliser à la maison la manip. sur le déplacement des plaques lithosphériques à l'aide des données GPS et même aller plus loin. Les données GPS sur Excel et la fiche protocole - Lien zippé
      • Carte muette des stations GPS
      • Carte des stations GPS avec la correction du TP pour les 11 stations
      • Les sources en complément d'information (non utile pour réaliser le TP) :
        - les consignes des pages du site "Tectonique des plaques et GPS" : Lien
        -         es fichiers Excel, ouvrir la page GPS Time Series http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html puis cliquer la rubrique FTP Numerical Results, ouvrir le dossier Point et télécharger les fichiers .lat et .lon pour les stations choisies parmi les 11 stations qui figurent sur la carte du TP : ASC1 - EISL - IISC - MALI - MDO1 - MKEA - PAMA - PERT - SANT - TAEJ - YELL
    • Visualisation du comportement d'une plaque en subduction - Géomanips - CNRS - Lien
    • De très belles animations Flash de Claude Perrin - Chemin (Géologie - Dynamique interne)
    • D’après les mesures de la technique GPS (Global Positioning System), la France se déplace à une vitesse d’environ 2cm à 3 cm/an vers le Nord-Est. Mais au fait, par rapport à quoi ? - Mathématiques de la planète Terre
  • En savoir plus - Réviser
    • Le moteur de plongée de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère
      • Les moteurs de la subduction :
      • Lors du vieillissement du plancher océanique, la lithosphère océanique se refroidit et s'épaissit, la densité de la lithosphère océanique devient alors supérieure à celle de l’asthénosphère sous-jacente
      • Durant la subduction, la transformation minéralogique des basaltes et gabbros en schistes bleus et éclogites de densité supérieure (minéraux plus denses).
      • Cela ne se fait pas sans résistance :
        • Forces de tension au niveau de l'asthénosphère qui maintient la lithosphère en surface
        • Dilatation de la lithosphère plongeante qui se réchauffe
        • Soutien de la lithosphère océanique
    • Sismicité comparée de plusieurs limites de plaques de la région Pacifique
      • Mise en évidence des caractères qui définissent différents type de limites de plaque présentant une subduction. Manipulation à l'aide du logiciel Sismolog.
      • Mise en relation des cartes de situation, de la sismicité (plan de Benioff) , du volcanisme, de la topographie (vues 3D) et de l'âge des fonds océaniques entrant en subduction.
      • Deux cas très bien caractérisés sont mis en évidence :
        • La cas de la marge active andine. Subduction d'un plancher océanique jeune accompagné d'une compression et de fabrication de croûte, responsables d'un très fort épaississement de la croûte continentale. Le plan de Benioff est peu pentu (inférieur à 30°), la magnitude des séismes peut y être très élevée.
        • Le cas de l'archipel des Mariannes. Subduction d'un plancher océanique très ancien (datant du Jurassique) accompagné de la formation d'un arc volcanique (l'archipel) avec formation d'un bassin d'arrière-arc (zone extensive). Le plan de Benioff est très pentu, quasiment vertical, la magnitude des séismes est rarement supérieure à 7 sur l'échelle de Richter.
      • Une étude du comportement de la croûte et du manteau supérieur montre que l'aspect cassant pouvant être responsable de séismes est limité en théorie à une profondeur de :
        • 70 km en domaine continental,
        • 65 km en domaine océanique
        • Au delà les déformations sont absorbées par la plasticité des matériaux.
      • Or dans les différents cas étudiés on observe des séismes dont la profondeur du foyer peut atteindre 500 km, cela confirme le fait que la lithosphère froide et cassante plonge en se réchauffant que très lentement et reste cassante. Cette propriété permet la construction du plan de Benioff qui matérialise la position de la lithosphère plongeante.
    • Fosse de Nankaï et prisme d’accrétion - Les Barbades un autre exemple de prisme d'accrétion
      • La formation d'un prisme d’accrétion est une des signatures de la subduction qui se caractérise par :
        • l'accumulation de sédiments
        • une importante déformation
        • un raccourcissement (failles inverses et plissements) et un épaississement, résultats de la convergence.
      • A l'aide d'un profil sismique, on en déduit qu'un prisme d'accrétion se caractérise par :
        • Des sédiments déformés et bombés affectés de failles inverses constituant les écailles sédimentaires
        • Une zone de décollement entre les sédiments de l'accrétion et les sédiments profonds compactés (réflecteur ZD) reposant sur les basaltes océaniques (réflection S).
      • Noter que :
        • Les sédiments compactés situés entre ZD et S restent solidaires des basaltes de la lithosphère océanique et seront entraînés avec elle dans la plongée.
        • Des phénomènes de turbidité peuvent contribuer à remplir le fosse. Ces courants liés à la pente, correspondent à des avalanches, des glissement massifs de sédiments en équilibre fragile, pouvant être brisé à l'occasion d'un séisme.

Chapitre 3 : Le magmatisme de subduction

Premier document photographique : volcanisme de point chaud.
Fontaines de lave du Kilauea (HawaÏ) très riches en dioyde de soufre (photographie U.S. Geological Survey)
Deuxième document photographique : volcanisme explosif aux Caraïbes.
La Soufrière de Monserrat, une nuée ardente dévalant la vallée de cendres explosives

  • TP. 1b.3.1 - L'épaississement de la croûte continentale au niveau d'une subduction
    • Fiche TP. 4 - Version Word pour compte-rendu
    • Document de référence indispensable - Rappel sur le volcanisme - Lien
    • Fiche TP. 4 Corrigée
    • Schémas bilan (2 schémas possibles en fonction du sujet posé).
  • Documents pour le TP
    • Rappel. Lame mince de basalte légendée, observée en lumière polarisée et analysée
    • Le principe de fonctionnement du microscope polarisant
    • Fiche de reconnaissance des minéraux sur lame mince en lumière analysée et polarisée
    • Minéralogie et chimie comparée des roches magmatiques.
    • Etude de lames minces des roches magmatiques des zones de subduction.
    • Composition minéralogique des roches magmatiques
    • Evolution de la température et des conditions de début de fusion des péridotites.
    • Domaines de stabilité des minéraux :
      - Diagramme Pression / Température.
  • Logiciel utilisé
  • Documents complémentaires pour réviser
  • En savoir plus
    • Les magmas profonds des arcs de subduction piègent d'énormes quantités d'eau notre-planète.info
    • Le supervolcan de Yellowstone notre-planète.info
    • Le Mont St. Helens - EarthObservatory
    • Transformations minéralogiques de la lithosphère en subduction
      • Les minéraux des roches de la lithosphère océanique plongeante ont mémorisé
        les conditions de la subduction.

Chapitre 4 : La disparition des reliefs

  • TP. 1b.4.1 - La disparition des reliefs
    • Fiche TP. 5
    • Fiche TP. 5 Corrigée
  • Documents pour le TP
    • Documents 1 - L'aplanissement des chaînes montagneuses récentes
      • Introduction : les indices d'une érosion de la chaîne d'obduction (monts Hajar) aux Émirats (excursion) - Lien
      • L'activité tardive des Alpes
      • Estimation de la vitesse d'érection et d'érosion d'un massif montagneux
    • Documents 2 - La désagrégation des roches
      • Altération des roches - Evolution du paysage - Des exemples - Lien
      • Altération mécanique des roches - Lien
      • Altération chimique des roches - Lien
    • Documents 3 - Transport, tri et sédimentation
      • Évaluation de la vitesse d'érosion dans les Alpes et l'Himalaya - Fichiers kmz zippés
      • Le devenir d'un massif montagneux granitique - Lien - Version avec illustrations - Lien - Version pdf
      • De l'Himalaya au Golfe du Bengale par l'image (érosion, transport, tri et sédimentation) - Lien
      • Étude de sédiments sableux actuels, résultats d'un transport et d'un tri des matériaux détritiques - Lien
    • Documents 4 - Le recyclage des roches à l'échelle de la planète
      • Le cycle du calcaire - Lien
      • Les phénomènes de dissolution et de précipitation du carbonate de calcium - Lien
      • Cycle pétrologique des roches à l'échelle de la planète
  • Documents complémentaires pour réviser
  • En savoir plus
    • Classement d'un sable de plage - Lien
    • L'extension tardi-orogénique dans l'arc alpin - Lien
    • L'orogenèse en images sur France Culture (Planète terre) - Lien
    • L'Himalaya, une pompe à CO2 (CNRS) - Lien


Comment les montagnes disparaissent-elles ? (INSU - CNRS - Les dessous de la planète)

Bilan

  • Les Alpes - Les marqueurs de l'ouverture d'un océan suivi de sa fermeture et d'une collision - Lien
  • La genèse des Alpes françaises - Vidéo Cérimes
  • Animation La Terre 5.3 - Université de Laval