La formation de l’Himalaya

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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 : 2015 | Académie : France métropolitaine
Corpus Corpus 1
La formation de l’Himalaya

France métropolitaine 2015

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Sujet complet

3

France métropolitaine • Juin 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 spécifique • 5 points

Selon le modèle actuel, la collision continentale se réalise après disparition par subduction de la lithosphère océanique. La subduction concerne aussi l’essentiel de la lithosphère continentale, qui est entraînée par la lithosphère océanique.

> Retrouvez, à partir des documents, des arguments qui valident la subduction de lithosphère océanique et de lithosphère continentale.

 Document1 Carte géologique simplifiée de l’Himalaya

 

D’après HimalayaTibet, le choc des continents, CNRS, 2003

 Document2 Tomographie sismique et foyers sismiques selon une coupe nord-sud au niveau de l’Himalaya

 

La tomographie sismique est une technique permettant de visualiser en profondeur les variations de la vitesse de propagation des ondes sismiques.

Cette vitesse varie selon la densité du matériau traversé. Une anomalie positive correspond à des matériaux froids et une anomalie négative à des matériaux chauds.

D’après A. Replumaz et al., 2004

 Document3 Microphotographie d’une lame mince d’une roche appartenant à la croûte continentale

Cette roche a été récoltée dans la vallée du Kaghan (ouest de l’Himalaya).


 

D’après J.P. Perrillat, www.planet-terre.ens-lyon.fr, 2003

 Document4 Domaine de stabilité des deux minéraux visibles sur la roche

 

D’après D. Boutelier, thèse de doctorat,
université de Nice-Sophia Antipolis, 2004

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

  • Ce sujet, conçu à partir de supports relatifs à l’Himalaya, est ciblé sur la subduction.
  • Vous devez être familiarisé avec les marqueurs de la subduction océanique qui a lieu dans les zones où une lithosphère océanique plonge sous une autre lithosphère.
  • En revanche, vous n’avez peut-être pas entendu parler de subduction de la lithosphère continentale. Vous devez alors vous baser sur une caractéristique fondamentale de toute subduction, à savoir que du matériel initialement en surface est entraîné en profondeur.
  • Le sujet implique donc deux parties :
  • une première partie sur les arguments confirmant qu’il y a eu, dans l’histoire de l’Himalaya, une période de subduction océanique (exploitation du document 1) ;
  • une deuxième partie sur ceux qui indiquent qu’elle a été suivie par une période de subduction continentale qui se poursuit toujours aujourd’hui (exploitation des documents 2, 3 et 4).

Mobiliser ses connaissances

  • Les chaînes de montagnes présentent souvent les traces d’un domaine océanique disparu (ophiolites). Tandis que l’essentiel de la lithosphère continentale continue de subduire, la partie supérieure de la croûte s’épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux lithosphères continentales.
  • Dans les zones de subduction, des magmas cristallisent en profondeur et donnent des roches à structure grenue de type granitoïde.
Corrigé
Corrigé

L’Himalaya est une chaîne de collision résultant de l’affrontement entre la plaque Inde – Australie et la plaque Eurasie. La subduction a joué un rôle important dans son histoire, et c’est encore le cas aujourd’hui. Nous allons voir les données géologiques qui traduisent cette subduction.

I. Arguments révélant une subduction océanique

  • Le document 1 indique la présence d’ophiolites au nord de l’Himalaya. Les ophiolites sont des lambeaux de lithosphère océanique charriés sur de la lithosphère continentale. Ils sont les témoins de l’existence d’un ancien océan, à la place de l’Himalaya, océan qui séparait le continent indien de l’Eurasie. Puisque cet océan a disparu, il y a eu subduction de sa lithosphère océanique sous la lithosphère continentale eurasienne.

Notez bien

Des données minéralogiques sur ces ophiolites (par exemple la présence de minéraux comme le grenat, le glaucophane) permettraient de confirmer que ces ophiolites himalayennes ont été subduites, puis ramenées vers la surface.

  • La ligne des ophiolites marque donc la suture entre les lithosphères continentales indienne et eurasienne suite à la disparition de la lithosphère océanique par subduction sous la lithosphère eurasienne.
  • Les granites au nord de la ligne de suture ophiolitique sont situés sur la plaque eurasienne chevauchante. Bien qu’on ne dispose pas d’informations précises sur ces granites, ils sont sans doute le témoin d’un magmatisme de subduction qui contribue à la genèse de roches volcaniques et de roches magmatiques grenues de type granitoïde. C’est un autre argument en faveur d’une subduction océanique passée.

II. Arguments en faveur d’une subduction de la lithosphère continentale indienne

  • Le document 2 renseigne sur la structure actuelle en profondeur des lithosphères continentales suivant une coupe sud-nord allant de l’Inde à l’Asie.
  • Les deux lithosphères, indienne et asiatique, sont reconnaissables par leur couleur bleue foncée sur le profil de tomographie sismique. On constate que la lithosphère indienne plonge vers le nord presque verticalement sous la lithosphère asiatique, jusqu’à des profondeurs de l’ordre de 600 km. Cela indique que cette lithosphère indienne, dont l’épaisseur ne dépasse pas 200 km, a subducté. En outre, l’activité sismique intense dans cette lithosphère indienne souligne que cette subduction est encore aujourd’hui active.

III. Arguments en faveur de la subduction de la croûte continentale indienne

La lithosphère continentale comprend le manteau lithosphérique et la croûte. Cette croûte continentale est nettement moins dense que le manteau, de sorte qu’on peut se demander si elle peut l’accompagner dans sa subduction.

  • Le document 3 montre une roche de la croûte continentale indienne située près de la ligne de suture ophiolitique. Cette roche est remarquable par la présence d’un minéral de coésite entourée d’une auréole de quartz. Coésite et quartz sont deux formes minéralogiques ayant la même composition chimique : SiO2 (silice).
  • Le document 4 indique que la coésite n’est stable qu’à des pressions supérieures à 2,3 GPa, c’est-à-dire pour des roches situées à au moins 90 km de profondeur. La roche récoltée à Kaghan en surface a été, au cours de son histoire, menée à une profondeur au moins égale à 90 km. Le quartz qu’elle possédait initialement a été transformé en coésite. Elle témoigne d’une subduction de la croûte continentale au moins jusqu’à cette profondeur.

Si cette roche se retrouve actuellement en surface c’est qu’elle a été exhumée. Au cours de cette exhumation, la coésite s’est retrouvée dans des conditions où elle n’a plus été stable. C’est pourquoi elle s’est transformée en quartz, ce qui explique l’auréole de quartz autour de la coésite. Toutefois, cette exhumation a sans doute été rapide, de sorte que toute la coésite ne s’est pas transformée.