Contrôle de svt : géologie

Sujet Amérique du Sud (2003) : Pratique du raisonnement scientifique.
Genèse des magmas des zones de subduction :
Au niveau des zones de subduction, on constate un volcanisme aérien intense
manifestant un magmatisme important. On admet actuellement que ce dernier a
pour origine une fusion partielle des péridotites du manteau.
|A partir de la mise en relation des informations extraites des |
|documents et de vos connaissances, recherchez les conditions qui |
|permettent d'expliquer la fusion partielle des péridotites dans les |
|zones de subduction. |
Document 1 : Les caractéristiques des zones de subduction :
Localisation des magmas, isothermes ( 500°C, 750°C, 1000°C), et emplacement
des deux roches, A et B, de la croûte océanique décrites dans le document
3.
[pic] Document 2 : Résultats expérimentaux montrant l'état des péridotites en
fonction de la température et de la pression et géotherme de zone de
subduction.
[pic] Document 3 : Les roches A et B sont des métagabbros : des anciens gabbros
ayant subi une subduction avant d'être ramenés à la surface.
|Roches |A |B |
|Composition minéralogique |Pl :Plagioclase |Ja : jadéite |
| |Py : pyroxène |Gr : grenat |
| |Gl : glaucophane | |
Minéraux et formules chimiques : La présence d'u radical OH dans la
composition d'un minéral signifie que le minéral est hydraté.
[pic]
Corrigé : Quelles sont les conditions permettant la fusion partielle des péridotites
dans les zones de subduction ? Document 1 :
Dans une zone de subduction, on constate que les isothermes s'infléchissent
et suivent la plaque plongeante. Ainsi, une zone de subduction se
caractérise par une anomalie thermique négative ; Les roches de la croûte
océanique entrant en subduction vont donc subir successivement un
métamorphisme basse température-moyenne pression, puis basse température-
Haute pression.
On constate que la fusion de la péridotite de la plaque chevauchante n'est
possible qu'entre, environ 80 et 150 km de profondeur. C'est la formation
de ce magma qui est l'origine du volcanisme caractéristique de ces zones. L'erreur est d'oublier d'analyser ce document ( ce n'est pas un document de
référence !)
Il faut prendre les données intéressantes pour arriver au fait que les
zones de subduction se caractérisent par une anomalie négative du flux de
chaleur ( ce qui explique qu'il n'y a jamais fusion partielle des
péridotites sèches...). Document 2 :
Les résultats expérimentaux montrent que le géotherme des zones de
subduction ne recoupe jamais le solidus de la péridotite sèche. Par
conséquent la fusion partielle des péridotites sèches n'est pas possible.
Cependant, on constate que le solidus de la péridotite hydraté s'incurve et
vient recouper le géotherme des zones de subduction, entre 80 et 180 km de
profondeur : par conséquent, à cette profondeur, la fusion partielle de la
péridotite hydratée est possible. L'erreur est d'oublier d'analyser le solidus sec : il est logique de
commencer par lui car à priori, on s'attend à ce que la péridotite soit
« sèche » ! Documents 3 et 1 :
Le document 3 nous donne la composition minéralogique de deux métagabbros A
et B, situés respectivement ( d'après le document 1 ) à 50 et 100 km de
profondeur.
Le métagabbro A contient des pyroxène, plagioclase et de la glaucophane :
ce dernier minéral contenant OH dans sa formule, est un minéral hydraté.
Le métagabbro B est composé de grenat et de jadéite, deux minéraux
anhydres.
D'après le document 1, lors de la subduction, le métagabbro passe d'abord
par le stade A puis par le stade B. Ainsi, la formation de grenat et de
jadéite s'accompagne d'une libération d'eau dans la péridotite de la plaque
chevauchante. Cette eau permet la fusion partielle de la péridotite entre
80 et 180 km de profondeur. Attention : ce n'est pas la croûte océanique qui subit une fusion
partielle, mais bien la péridotite de la plaque chevauchante !
Le croûte océanique subit un métamorphisme à l'origine de la libération
d'eau et donc de l'hydratation de la péridotite !
Ne récitez pas votre cours : on n'a pas besoin de parler des différents
domaines ( faciès schistes bleus et éclogites) : ça n'apporte rien au
débat ! Synthèse :
Lors de la subduction, le métagabbro à glaucophane subit une augmentation
de pression à l'origine d'un métamorphisme : les nouveaux minéraux qui
apparaissent sont anhydres et libèrent donc de l'eau dans la péridotite de
la plaque chevauchante. La fusion partielle devient alors possible entre 80
et 180 km de profondeur, ce qui provoque la formation d'un magma qui, en
remontant, est à l'origine du volcanisme caractéristique des zones de
subduction.