Des étapes de la formation des chaînes de montagnes

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Le domaine continental et sa dynamique
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Sujet zéro
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Des étapes de la formation des chaînes de montagnes

Le domaine continental et sa dynamique

Corrigé

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Ens. spécifique

svtT_1200_14_09C

Sujet zéro

pratique du raisonnement scientifique Exercice 2 • 5 points

On cherche à montrer comment des données de terrain peuvent permettre de comprendre des événements géologiques anciens.

Document
de référence

Carte simplifiée des Alpes


D’après R. Cirio, Centre briançonnais de géologie alpine (CBGA) http://planet-terre.ens-lyon.fr

Document 1

Coupe géologique dans le massif ophiolitique du Chenaillet


Les basaltes supérieurs sont âgés de 100 millions d’années.

Les plus vieux sédiments océaniques (non figurés sur la coupe) qui surmontent les basaltes ont 65 millions d’années.

D’après Comprendre et enseigner la planète Terre, J.-M. Caron et al., Éditions Ophrys, 1992.

Document 2

Observation microscopique d’un métagabbro du Mont Viso (Alpes italiennes) et son schéma interprétatif


Document 3

Domaines de stabilité de quelques associations de minéraux de la croûte océanique


Remarque. Les transformations minérales étant très lentes, des minéraux formés dans un domaine de température et pression donné peuvent être encore présents même si la roche n’est plus dans ce domaine (minéraux reliques).

D’après des documents du Centre briançonnais de géologie alpine.

Document 4

Rochers de Leschaux dans les Alpes (massif des Bornes, Haute-Savoie, nord de Grenoble) et croquis d’interprétation


Cinf 1 et Cinf2 : couches datées du Crétacé inférieur.

Cinf 1 est une couche plus ancienne que Cinf2. Elle est constituée d’épaisses masses de calcaires blancs à Rudistes et Orbitolinidés (mollusques et foraminifères marins fossiles).

> Vous avez effectué une excursion géologique dans les Alpes et rapporté des échantillons et des photographies.

En vous appuyant sur ces données de terrain et des autres informations présentes dans le dossier, rédigez un compte rendu de votre excursion, illustré par un ou plusieurs schémas et pour montrer que les indices recueillis permettent de comprendre certaines étapes de l’histoire de la formation de cette chaîne de montagnes.

Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier. Aucune étude exhaustive des documents n’est attendue.

Comprendre le sujet

  • Beaucoup de lycées en France ne font pas d’excursion dans les Alpes et, d’autre part, l’étude de la formation des Alpes n’est pas strictement au programme. En conséquence, le compte rendu demandé ne peut s’appuyer que sur les informations extraites des documents.
  • Pour exploiter ces informations, vous devez penser aux différentes étapes de l’histoire d’une chaîne de collision et vous limiter aux étapes qui sont évoquées dans les documents.
  • C’est un exercice II-2, où l’on peut envisager séparément l’analyse des documents en mettant en évidence l’étape illustrée par chacun d’entre eux. Il faut obligatoirement un bilan, si possible sous forme d’un schéma illustrant la succession des étapes de l’histoire de la formation de la chaîne évoquée dans les documents.

Mobiliser ses connaissances

Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d’un domaine océanique disparu (ophiolites). La disparition de la lithosphère océanique par subduction entraîne la collision de deux lithosphères continentales. Les déformations de la croûte continentale suite à la collision entraînent son épaississement et son raccourcissement.

Corrigé

Introduction

Après l’ascension du massif du Chenaillet au cours de laquelle nous avons découvert les ophiolites, nous avons, toujours dans cette région orientale des Alpes, gagné le Mont Viso où nous avons récolté des roches avant de rejoindre une région plus occidentale, qui nous a permis d’observer et photographier les rochers de Leschaux.

L’objectif était de découvrir des éléments apportant des informations permettant de reconstituer les grandes étapes de l’histoire de la chaîne alpine.

I. Les informations fournies par les ophiolites du Chenaillet

  • Ces ophiolites sont constituées (document 1) d’un ensemble de roches qui réunissent des basaltes en coussins situés au-dessus de gabbros recouvrant eux-mêmes des péridotites métamorphisées.
  • Cette association est celle d’une croûte océanique (basaltes et gabbros) et du manteau lithosphérique sur lequel elle repose (péridotite). Ces ophiolites sont donc de la croûte océanique charriée sur la croûte continentale.
  • Elles révèlent qu’à l’emplacement de la chaîne alpine, un océan a autrefois existé(il y a environ 100 millions d’années).

II. Les informations fournies par les roches récoltées au Mont Viso (document 2)

  • Le métagabbro est un gabbro de croûte océanique ayant subi du métamorphisme. Son association minéralogique nous permet de déterminer les conditions de son métamorphisme (document 3).

La présence de glaucophane, grenat, jadéite et quartz indique que ce gabbro a subi des pressions élevées, supérieures à 1 GPa, et des températures comprises entre 300 et 500°C.

  • De telles conditions n’existent qu’en profondeur (supérieure à 30 km). Les gabbros de la lithosphère océanique ont été entraînés jusqu’à cette profondeur. Cela est l’indice d’une subduction de la lithosphère océanique.

III. Les informations tirées de l’étude des rochers de Leschaux (document 4)

On constate que l’ensemble Crétacé inférieur-Urgonien situé au-dessus de la ligne dite de chevauchement repose sur des formations qui sont plus récentes que cet ensemble (par exemple l’Urgonien sur le Crétacé supérieur). Cela traduit un contact anormal, donc que l’ensemble Urognien-Crétacé inférieur situé en haut a été charrié, après sa formation, sur les formations sur lesquelles il repose. Ce chevauchement de formations sur d’autres qui leur sont plus récentes traduit un raccourcissement des séries sédimentaires après leur formation, entraînant leur épaississement. Cela est caractéristique des déformations ayant lieu lors de l’affrontement des deux marges continentales dû à la fermeture d’un océan.

Conclusion (figure)

La figure illustre les trois étapes mises en évidence au cours de l’excursion :

  • les ophiolites du Chenaillet sont un témoignage de l’histoire océanique de la chaîne alpine (A) ;
  • les ophiolites du Mont Viso témoignent de la subduction qui a conduit à la fermeture de l’océan alpin (B) ;
  • les déformations des roches de Leschaux sont révélatrices de la collision entre les deux lithosphères continentales européenne et africaine (C).

Figure Des étapes de la formation des Alpes