Tu n'as pas vu le chapitre et le contrôle arrive ? Commence par le vrai-faux. Chaque affirmation te fait réviser un point du cours, et le corrigé le justifie.

1Vrai ou Faux
Pour chaque affirmation, indique si elle est vraie ou fausse et justifie brièvement (1 à 2 phrases).
  1. La lithosphère océanique est plus dense que la lithosphère continentale.
  2. Une fosse océanique marque une zone de divergence.
  3. Le volcanisme de subduction est basaltique et effusif.
  4. En s'éloignant de la dorsale, la lithosphère océanique devient plus dense.
  5. La collision résulte de la convergence de deux lithosphères continentales, après fermeture d'un océan par subduction.
Corrigé
a) VRAI \(\rho_{\text{océanique}} \approx 3\,000 \ \text{kg/m}^3 \gt \rho_{\text{continentale}} \approx 2\,700 \ \text{kg/m}^3\) \(\text{C'est cette densité plus élevée qui explique que la lithosphère océanique plonge systématiquement en subduction.}\)
b) FAUX \(\) \(\text{Une fosse océanique marque une zone de convergence (subduction). La divergence est caractérisée par une dorsale océanique.}\)
c) FAUX \(\) \(\text{Le volcanisme de subduction est andésitique et explosif (riche en silice). Le volcanisme basaltique effusif est caractéristique des dorsales.}\)
d) VRAI \(\) \(\text{En s'éloignant, la lithosphère se refroidit et s'épaissit : sa densité augmente. Elle devient apte à plonger en subduction.}\)
e) VRAI \(\) \(\text{Après fermeture complète de l'océan par subduction, les deux marges continentales (trop légères pour subducter) s'épaississent : c'est la collision.}\)

Ça te revient ? Applique-le. La formule t'est donnée, les données aussi : il reste à interpréter la symétrie, à calculer, puis à projeter dans le temps.

1Anomalies magnétiques et expansion océanique
Un profil d'anomalies magnétiques perpendiculaire à la dorsale est-pacifique (dorsale à expansion rapide) révèle une anomalie positive centrée sur l'axe. De part et d'autre, une bande positive est localisée à 120 km de l'axe et datée à 4 Ma.
  1. Que traduit la présence d'anomalies magnétiques symétriques de part et d'autre de la dorsale ?
  2. Calcule la vitesse d'expansion totale (en cm/an) en utilisant : $v = \dfrac{2 \times d}{\text{âge}}$.
  3. À quelle distance de la dorsale cette même bande se trouvera-t-elle dans 2 Ma supplémentaires ?
Corrigé
a) \(\) \(\text{La symétrie prouve l'accrétion océanique : la lithosphère est créée continûment de part et d'autre de l'axe. Chaque bande a enregistré l'orientation du champ magnétique lors de sa solidification (paléomagnétisme).}\)
b) \(v = \dfrac{2 \times 120 \ \text{km}}{4 \ \text{Ma}} = \dfrac{240}{4} = 60 \ \text{km/Ma}\) \(v = 6 \ \text{cm/an} \quad (\text{soit } 3 \ \text{cm/an de chaque côté de la dorsale})\)
c) \(\Delta d = 3 \ \text{cm/an} \times 2 \times 10^6 \ \text{an} = 60 \ \text{km}\) \(d_{\text{finale}} = 120 + 60 = 180 \ \text{km de la dorsale}\)

Situation nouvelle : une marge active concrète. Il faut expliquer pourquoi une plaque plonge plutôt que l'autre, puis remonter la chaîne jusqu'au type d'éruption.

1Volcanisme de subduction — Les Andes
La plaque de Nazca (lithosphère océanique) plonge sous la plaque sud-américaine (lithosphère continentale) le long de la côte chilienne, formant la cordillère des Andes.
  1. Pourquoi est-ce la plaque de Nazca, et non la plaque sud-américaine, qui subducte ?
  2. Décris le mécanisme à l'origine du volcanisme andin : rôle des fluides issus de la déshydratation et de la fusion partielle du manteau.
  3. Pourquoi le volcanisme des Andes est-il explosif, alors que le volcanisme d'une dorsale est effusif ?
Corrigé
a) \(\rho_{\text{Nazca (océanique)}} \approx 3\,000 \ \text{kg/m}^3 \gt \rho_{\text{S.-Am. (continentale)}} \approx 2\,700 \ \text{kg/m}^3\) \(\text{La plaque la plus dense (Nazca, océanique) plonge sous la moins dense (Sud-Américaine, continentale) : règle générale de la subduction.}\)
b) \(\) \(\text{La lithosphère subductée se réchauffe et se déshydrate : les fluides libérés migrent dans le manteau sus-jacent et abaissent son point de fusion. La fusion partielle des péridotites produit un magma basaltique qui se différencie en remontant à travers la croûte continentale (cristallisation fractionnée) et donne un magma andésitique.}\)
c) \(\) \(\text{Le magma andésitique est riche en silice (forte viscosité) et en gaz dissous. Les gaz ne peuvent s'échapper progressivement : la pression s'accumule jusqu'à l'explosion. Le basalte de dorsale, peu visqueux, laisse les gaz s'échapper librement : éruption effusive.}\)

Format contrôle : un calcul de surface, puis un raisonnement de bilan. Ce qui est créé quelque part doit être compensé ailleurs — encore faut-il le dire précisément.

1Bilan : création et destruction de lithosphère
La dorsale médio-atlantique a un taux d'expansion de 2,5 cm/an et une longueur d'environ 16 000 km. La surface terrestre est considérée comme constante au cours du temps géologique.
  1. Calcule la surface de lithosphère océanique créée chaque année par cette seule dorsale (résultat en m²/an).
  2. Que doit-il nécessairement se passer ailleurs pour compenser cette création ? Où et comment ?
  3. Quel principe fondamental de la tectonique des plaques ce bilan illustre-t-il ?
Corrigé
a) \(S = 0{,}025 \ \text{m/an} \times 16\,000\,000 \ \text{m} = 400\,000 \ \text{m}^2\text{/an}\) \(S = 4 \times 10^5 \ \text{m}^2\text{/an}\)
b) \(\) \(\text{Une surface équivalente doit être détruite par subduction dans les zones de convergence (fosses océaniques du Pacifique, fosse du Chili, etc.). La lithosphère y plonge dans le manteau et est recyclée thermiquement.}\)
c) \(\) \(\text{Ce bilan illustre la conservation de la surface terrestre : création par divergence = destruction par subduction. C'est l'un des principes fondateurs de la tectonique des plaques.}\)

Le registre de l'année suivante : reconstituer une histoire géologique à partir d'indices. Chaque roche citée est un argument ; il faut les ordonner dans le temps.

1Histoire géologique des Alpes
Dans les Alpes, on observe : des éclogites (roches métamorphiques de haute pression et basse température), une croûte continentale épaisse (~50 km), et des ophiolites (fragments de lithosphère océanique ancienne) encaissées dans des roches continentales.
  1. Qu'indique la présence d'éclogites dans ce contexte ?
  2. Quelle étape a précédé la collision alpine ? Justifie à l'aide des ophiolites.
  3. Reconstitue en trois étapes chronologiques l'histoire géologique de cette région.
Corrigé
a) \(\) \(\text{Les éclogites (haute pression, basse température) se forment lors de l'enfouissement profond d'une lithosphère en subduction. Leur présence prouve qu'une subduction a précédé la collision alpine.}\)
b) \(\) \(\text{Les ophiolites sont des fragments de lithosphère océanique. Leur présence dans les Alpes prouve l'existence d'un ancien océan (Téthys alpine). Cet océan a été fermé progressivement par subduction avant que les deux marges continentales n'entrent en collision.}\)
c) \(\) \(\text{Étape 1 — Divergence : ouverture de l'océan téthysien par rifting continental puis accrétion océanique. Étape 2 — Subduction : fermeture progressive de la Téthys (formation des éclogites ; obduction des ophiolites sur la marge). Étape 3 — Collision : contact des deux marges continentales européenne et africaine, épaississement crustal, surrection des Alpes.}\)