Points chauds et volcanisme — Exercices

Identifier, calculer, interpréter. Corrigé en fin de fiche.

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1Vrai ou faux/ 4 pts

Indique si chaque affirmation est vraie ou fausse, et justifie en une phrase.

Un point chaud est toujours situé à une frontière de plaques.
Le panache mantellique prend naissance en profondeur dans le manteau.
Les éruptions associées aux points chauds sont généralement explosives.
Lorsque la plaque se déplace, elle éloigne le volcan du point chaud, ce qui finit par éteindre l'activité volcanique.

2Interpréter une chaîne volcanique/ 3 pts

La chaîne volcanique fictive « Orion » présente quatre édifices alignés du sud-est (SE) vers le nord-ouest (NO) : volcan A (SE, âge $= 0$ Ma, actif), volcan B (âge $= 2$ Ma), volcan C (âge $= 5$ Ma), volcan D (NO, âge $= 9$ Ma).

Dans quelle direction se déplace la plaque ? Justifie.
Quel volcan est actuellement au-dessus du point chaud ? Justifie.
Que peut-on dire de l'activité du volcan D ? Pourquoi ?

3Calculer la vitesse de déplacement d'une plaque/ 4 pts

Dans la chaîne Orion (exercice 2), la distance entre les volcans A et B est de $240$ km ; entre A et C, elle est de $550$ km.

Calcule la vitesse de déplacement de la plaque entre les volcans A et B. Exprime le résultat en km/Ma puis en cm/an.
Calcule la vitesse de déplacement entre A et C. Exprime le résultat en km/Ma puis en cm/an.
Les deux résultats sont-ils cohérents ? Que peut-on en conclure sur le mouvement de la plaque ?

4Comparer les types de volcanisme/ 4 pts

Pour chaque caractéristique, choisis la réponse correspondant au volcanisme de point chaud parmi les deux propositions.

Nature du magma : basaltique / andésitique-rhyolitique.
Type d'éruption : effusive / explosive.
Viscosité du magma : faible / élevée.
Localisation : aux frontières de plaques / intra-plaque.

5Problème — La Réunion et les Trapps du Deccan/ 5 pts

Le Piton de la Fournaise (La Réunion) est aujourd'hui au-dessus d'un point chaud. Des études géologiques relient ce même point chaud aux Trapps du Deccan, une vaste province basaltique en Inde datée d'environ $66$ Ma.

La distance entre La Réunion et les Trapps du Deccan est d'environ $3\,300$ km.

Calcule la vitesse moyenne de déplacement de la plaque Indo-australienne au-dessus de ce point chaud. Exprime le résultat en km/Ma puis en cm/an.
Compare cette valeur aux vitesses connues des plaques lithosphériques ($2$ à $15$ cm/an). Que peux-tu en conclure ?
Cite deux arguments supplémentaires — autres que le calcul de vitesse — qui permettraient de confirmer que ces deux formations sont liées au même point chaud.

Corrigé détaillé

1Vrai ou faux

a) $\text{Faux.}$ $\text{Les points chauds sont des volcans intra-plaque, indépendants des frontières de plaques.}$

b) $\text{Vrai.}$ $\text{Le panache mantellique est issu des grandes profondeurs du manteau, voire de l'interface manteau–noyau.}$

c) $\text{Faux.}$ $\text{Le magma basaltique est peu visqueux : les éruptions sont effusives (coulées de lave), non explosives.}$

d) $\text{Vrai.}$ $\text{En s'éloignant du point chaud, le volcan n'est plus alimenté en magma et son activité s'éteint progressivement.}$

2Interpréter une chaîne volcanique

a) $\text{Volcan A (âge 0 Ma) au SE ; volcans les plus anciens au NO.}$ $\text{La plaque se déplace vers le NO : elle entraîne les édifices dans cette direction en les éloignant du point chaud.}$

b) $\text{Volcan A : âge = 0 Ma, encore en éruption.}$ $\text{Le volcan A est au-dessus du point chaud (seul encore alimenté par le panache mantellique).}$

c) $\text{Volcan D : âge = 9 Ma, éloigné du point chaud depuis longtemps.}$ $\text{Le volcan D est éteint : il n'est plus en contact avec le point chaud et n'est plus alimenté en magma.}$

3Calculer la vitesse de déplacement d'une plaque

a) $v = \dfrac{d}{\Delta t} = \dfrac{240 \text{ km}}{2 \text{ Ma}} = 120 \text{ km/Ma}$ $120 \text{ km/Ma} = 12 \text{ cm/an}$

b) $v = \dfrac{550 \text{ km}}{5 \text{ Ma}} = 110 \text{ km/Ma}$ $110 \text{ km/Ma} = 11 \text{ cm/an}$

c) $\text{110 km/Ma et 120 km/Ma : valeurs très proches.}$ $\text{Les résultats sont cohérents : la plaque se déplace à une vitesse approximativement constante sur cette période.}$

4Comparer les types de volcanisme

a) $\text{Nature du magma :}$ $\text{Basaltique}$

b) $\text{Type d'éruption :}$ $\text{Effusive}$

c) $\text{Viscosité du magma :}$ $\text{Faible}$

d) $\text{Localisation :}$ $\text{Intra-plaque}$

5Problème — La Réunion et les Trapps du Deccan

a) $v = \dfrac{3\,300 \text{ km}}{66 \text{ Ma}} = 50 \text{ km/Ma}$ $50 \text{ km/Ma} = 5 \text{ cm/an}$

b) $\text{5 cm/an est compris dans la plage 2–15 cm/an.}$ $\text{La valeur calculée est tout à fait cohérente avec les vitesses connues des plaques, ce qui renforce l'hypothèse d'un même point chaud.}$

c) $\text{Arguments attendus (deux parmi les suivants) :}$ $\text{1. Nature basaltique identique des deux formations (même type de magma). 2. Âges des formations intermédiaires croissant régulièrement entre La Réunion et le Deccan, cohérents avec le déplacement de la plaque. 3. Composition géochimique similaire des laves (même source mantellique).}$