TP océanisation correction - SVT Dijon

TP : LA FRACTURATION DE LA LITHOSPHÈRE CONTINENTALE :
PREMIÈRE ÉTAPE DE LA CRÉATION D'UN OCÉAN ( OCÉANISATION )
Les géologues ont acquis la certitude que l'Arabie et l'Afrique
formaient un seul continent, il y a 20 millions d'années environ. De
très nombreux arguments leur permettent d'affirmer que la mer Rouge et
le Golfe d'Aden seraient un océan en formation.
On peut proposer que la lithosphère océanique se met en place entre
les deux bordures de la croûte continentale, appelées « marges
continentales », par fracturation. Pb 1 : quels arguments géologiques permettent de confirmer qu'un océan se
crée aux Afars par fracturation de la croûte continentale ? I ] Des preuves géologiques actuelles révélant une tectonique en
extension : les Afars (( annexe 1)
Utilisation de la Vidéo Collection Planète Miracle « La grande fissure »,
du globe terrestre jusqu'à la carte des séismes dans la zone (hélicoptère,
repères, sismomètres) * Depuis 1973, l'Institut Géographique National surveille la région
située entre le lac Assal (altitude - 150 m) et le golfe du Ghoubbet,
grâce à des repères scellés dans le rocher. Les mesures sont réalisées
par rapport à des points fixes extérieurs à cette région et localisés
dans des zones actuellement stables ( technique géodésique ) .
Ils permettent de suivre les mouvements qui affectent cette région.
Le document 1 est une carte de cette région qui permet de situer les
différents repères. ( ( annexe 2)
Le document 2 fournit les variations de distance annuelle entre les
différents repères. 1) A partir de l'analyse des données du document 2, pouvez-vous
qualifier les mouvements tectoniques survenus pendant la période de
surveillance entre les repères ?
Les repères se sont écartés de 50 mm en moyenne par an, c'est une
zone en extension. * Des variations d'altitude entre les repères 43b et 43 dans la région
de Daloale et les repères 11 et 15 dans celle d'Oud Koma, sont
reportées sur le document 3. 2) A la lecture de la carte (doc 1) justifier l'emplacement des
repères utilisés.
Ces deux couples de repères sont situés de part et d'autre d'une
faille pour mesurer leurs mouvements relatifs.
A partir de l'analyse précise des données du document 3,
préciser les mouvements relatifs des compartiments rocheux.
De 1979 à 1983, la différence d'altitude 43b 43 augmente de 3 cm ce qui
signifie que le compartiment 43 s'affaisse par rapport à l'autre qui monte.
De même le compartiment 15 s'affaisse de 2 cm par rapport à 11 qui monte. 1er bilan :
Reprenez la coupe topographique AB simplifiée et complétez par des
flèches les mouvements mis en évidence par l'analyse des documents 1
et 2 Après justification, émettez une hypothèse sur la tectonique de cette
région.
Deux observations : on a une extension horizontale + des failles normales
( délimitant des compartiments qui s'affaissent les uns par rapport aux
autres)
( cette zone correspond à un fossé d'effondrement (rift continental )
lié à une tectonique en extension
* Voici des observations faites entre le 7 et le 10 novembre 1978 : (
d'après J. Demange & H. Tazieff , 1978 ) : L'ARDOUKOBA : La dernière éruption volcanique ( 7 au 14 novembre 1978
)
L'extrémité occidentale de la chaîne volcanique axiale est occupée par
le plus récent des volcans, l'Ardoukôba . Il a été baptisé par le
vulcanologue Haroun Tazieff, du nom du secteur où il est apparu. Son
apparition a mis fin aux innombrables secousses sismiques qui
ébranlaient le pays les jours précédents. Ce type de volcan est le
plus répandu sur le globe terrestre avec des projections de rocs en
fusion à 1100°C et ce, à plusieurs centaines de mètres de hauteur et
avec un débit continu de laves, de l'ordre d'un million de m3 par
heure. Son éruption, du 7 au 14 novembre 1978, a correspondu à une
éruption basaltique de type fissural ( ...).En sept jours, un volume
de basalte de 16 millions de m3 a été produit, soit 43 mégatonnes.
La sismicité a été intensive le 7 novembre avec un enregistrement de
50 à 80 séismes par heure et des magnitudes comprises entre 3 et 4 sur
l'échelle de Richter , le maximum d'intensité ayant été atteint le 8
novembre avec une magnitude de 5,3 ( ...) .
On mesure parallèlement une variation EP-DF de + 2 m.
Les mesures de variation de mouvements verticaux sont reportées sur le
document 4. 3) A l'aide de ces données et du document 4, citez 3 arguments qui
corroborent l'hypothèse formulée précédemment.
En 1978 observation à la fois :
- une activité volcanique de type basaltique importante
- une activité sismique importante
- des mouvements horizontaux ( 2m.)
et verticaux (85 cm dont 70 cm en effondrement
au centre
et 15 cm en élévation sur les côtés )
crise majeure qui confirme que cette zone est un rift continental en
extension.
La mise en place d'un volcanisme basaltique au centre fait penser à la
formation d'un plancher océanique . * Utilisation du document 3 page 323(Bordas)
4) Quels arguments supplémentaires vous apportent ce document ?
Au niveau de l'Afar, on observe que l'isotherme 1350°c remonte ce
qui correspond à une remontée de l'asthénosphère donc à un
amincissement de la lithosphère.
( L'extension s'accompagne (ou provient) d'un amincissement de la
lithosphère. 2ème bilan :
En intégrant toutes ces informations, proposez une coupe précisément
annotée de la région selon AB . II ] Des marges passives témoignant d'une fracturation continentale
passée :
Au niveau du domaine de transition continent- océan, on trouve des zones
présentant un plateau continental peu profond puis un talus entaillé de
canyons se poursuivant par la plaine abyssale. Par contre aucune activité
sismique, ni volcanique (ce sont des marges passives.
Pbs 2 :
- comment étudier la structure profonde de ces marges immergées et
recouvertes par une épaisse couche de sédiments ?
- quels renseignements nous apportent leur étude ? A) Acquisition de données sismiques en milieu marin : Une technique d 'étude indirecte, la sismique réflexion ( ( annexe 3 ) On réalise, en surface, l'enregistrement d'ondes réfléchies au niveau
de discontinuités dans la croûte océanique ( après traitement, on
obtient une sorte « d'échographie » géologique montrant la géométrie
des couches en profondeur B] Interprétation structurale d'une marge passive : marge passive de la
Galice ( ( annexe 4 )
~ Sachant que la vitesse des ondes dans l'eau = 1.5 km/s, à quelle
profondeur se trouvent les extrémités OUEST et EST du profil ? (( annexe
5 )
( EST : temps double trajet = 4 s environ donc temps simple = 2 secondes
à une vitesse de propagation de 1.5 km/s les ondes ont parcouru
environ 3 km avant d'être réfléchies sur le fond océanique = premier
réflecteur rencontré
( OUEST : temps double trajet = 6 s donc temps simple = 3 secondes
à une vitesse de propagation de 1.5 km/s les ondes ont parcouru
environ 4.5 km
~ Dans quelle partie de la marge se trouve-t-on ?
( base du talus continental juste avant la plaine abyssale
~ Sur le profil de sismique réflexion (coupe Est Ouest), repérez en la
traçant l'organisation structurale de
cette marge . ( Failles, couches )
~ Proposez une interprétation géologique + légendes ( ( annexe 5 )
( on peut observer des blocs basculés délimités par des failles
normales
C ] réalisation d'une « coupe géologique »
zone correspondant à un bloc basculé sur le doc sismique réflexion D ] Reconstitution de l'histoire géologique de cette marge passive : ~ à partir de l'ensemble des données du II et de vos connaissances,
expliquez pourquoi cette marge témoigne d'une fracturation continentale
passée.
Cette marge passive, zone de transition continent océan, est caractérisée
par la présence de failles normales délimitant des blocs basculés et par un
amincissement de la croûte continentale.
Elle correspond donc à un demi-rift continental fracturé lors des
premières phases de l'océanisation lors de la formation de l'océan
Atlantique.
Datation ?Grâce à la disposition des sédiments et leur datation (grâce
aux fossiles) on va pouvoir ... ~ reconstituer son histoire en datant les différents événements grâce à
l'échelle stratigraphique p.352
couche parallèle déposée sur le granite = couche la plus ancienne
(datation ?)
puis extension et fracturation, puis couches en éventail = au cours du
rifting ( Aptien Albien ( de -114 à 96 Ma)
puis couches supérieures non déformées car postérieures au rifting (
Cénomanien ( 96 à 91 Ma )
( sur le doc. photoc. « Reconstitution de ... » ) mettre des couleurs en
faisant correspondre coupe et légendes