TP Subduction 1
TP-TD 1 Subd: Le magmatisme en zone de subduction
I – Etudes de roches magmatiques en zone de subduction
Dans les zones de subduction, on mesure une anomalie positive du flux de chaleur liée à une production de magma qui remonte, se refroidit et cristallise, en atteignant ou non la surface. Cette anomalie correspond à une importante activité magmatique produisant des roches différentes à l’origine de l’accrétion continentale.
Les différences constatées entre les roches magmatiques récoltées dans une même zone de subduction, peuvent s’expliquer par une origine magmatique différente et/ou par des conditions de refroidissement différentes.
On cherche à déterminer quelles(s) hypothèse(s) permet(tent) d’expliquer les différences entre les roches A et B.
Document : minéralogie et structure de 4 roches magmatiques récoltées dans une zone de subduction
| "Composition Minéralogique Structure " | "Quartz Feldspaths (orthose avec ou sans plagioclases) Biotite" | Feldspaths (Plagioclases) Pyroxène et/ou Amphiboles | |
|---|---|---|---|
| "Microlithique A l’œil nu : existence de gros cristaux visibles (phéno-cristaux) dans une pâte non cristallisée Au microscope : grands cristaux et petits cristaux (microlithes) visibles dans une pâte non cristallisée apparaissant noire en lumière polarisée analysée." | RHYOLITE | ANDESITE | "Roche volcanique formée en surface (refroidissement rapide)" |
| "Grenue Cristaux visibles à l’œil nu. L’ensemble de la roche est entièrement cristallisé" | GRANITE | DIORITE | "Roche plutonique formée en profondeur (refroidissement lent)" |
| Magma riche en silice (entre 65 et 75%) | Magma moyennement riche en silice (entre 50 et 60 %) | "Conditions de formation Chimie du magma" |
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème (durée maximale : 10 minutes)
Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole pour obtenir des résultats exploitables
Protocole :
- Observer à l’œil nu ou à la loupe à main la roche pour repérer d’éventuels minéraux
- Observer au microscope polarisant la lame mince correspondant à la roche pour identifier:
- sa structure
- deux minéraux largement représentés en utilisant la planche d’identification des minéraux.
(Attention : il est rare d’observer des coupes de minéraux aussi parfaites que celles de la planche ; utiliser toutes les informations pour la recherche).
=> Pour vous entraîner : Microscopes polarisants virtuels :
Académie de Caen : Complet pour la TS, mais nécessite quicktime cliquez ici
ENS Lyon : cliquez ici
Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer
Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème
II – Les conditions de la fusion partielle
En exploitant les documents 1 et 2, déterminer les conditions de fusion partielle du manteau en zone de subduction
: Localisation du volcanisme par rapport au plan de Benioff dans différentes zones de subduction
Le long des zones de subduction, la plupart des volcans actifs sont situés à l’aplomb du plan de Benioff défini par l’alignement des foyers sismiques en profondeur : la lithosphère océanique rigide est ainsi mise en évidence
Document 2 : Conditions expérimentales de fusion des péridotites
Il est possible, en laboratoire, de soumettre la péridotite à des conditions de pression et de température comparables à celles qui règnent dans le manteau terrestre à la verticale de l’arc magmatique, en l’absence ou en présence d’eau.
Courbe du solidus : la limite pression – température entre le domaine au niveau duquel la roche est complètement solide et le domaine au niveau duquel elle est partiellement liquide (ou partiellement solide).
Courbe du liquidus : limite pression – température entre le domaine au niveau duquel la roche est partiellement liquide (ou partiellement solide) et le domaine au niveau duquel elle est complètement liquide.
