Origine de quelques granites post-collision

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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 : Centres étrangers

Afrique • Juin 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Origine de quelques granites post-collision

Les granites étudiés dans le domaine continental sont caractérisés par une grande diversité qui reflète leurs multiples origines.

Ainsi, dans les zones de subduction, les granites se forment par fusion partielle des péridotites hydratées du manteau lithosphérique.

D’autres granites, mis en place au cours de la formation d’une chaîne de collision, ont pour origine une fusion partielle de matériaux continentaux consécutive à un épaississement du domaine continental.

Enfin, certains granites qualifiés de « tardifs » se mettent en place au cours des derniers stades de l’évolution d’une chaîne de montagnes.

 À partir de l’exploitation des documents mise en relation avec vos connaissances, proposez une explication à la formation de vos granites tardifs.

DOCUMENT 1 Résultat d’expérience de simulation sur la morphologie d’une chaîne de montagnes

En laboratoire, l’évolution d’une chaîne de montagnes soumise aux effets des précipitations est modélisée à l’aide d’un matériau meuble sur lequel de l’eau est pulvérisée. L’altitude de la chaîne modélisée est évaluée à différents temps et son relief est représenté sur le graphique ci-dessous :

svtT_1506_06_01C_01

D’après Lague and al., Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2003.

DOCUMENT 2 Résultat d’une étude menée sur la chaîne de l’Himalaya, sur les fleuves Gange et Brahmapoutre

Le golfe du Bengale forme la partie du nord-est de l’océan Indien. Dans sa partie nord, se jettent le Gange et le Brahmapoutre, deux fleuves provenant de la chaîne de montagnes de l’Himalaya.

Les études scientifiques montrent que ces deux fleuves ont apporté dans le delta 1,27.107 km3 de sédiments en 50 millions d’années.

D’après Goobred Jr and Kuehlb, 2000.

svtT_1506_06_01C_02

Carte de la région du golfe du Bengale et de l’Himalaya

DOCUMENT 3 Distribution des forces compressives et des forces de volumes dans une chaîne de montagnes

Au niveau d’une chaîne de montagnes, des forces compressives provoquent l’épaississement de la croûte continentale.

Mais après épaississement, les forces compressives peuvent devenir inférieures aux forces de volume alors liées au poids du relief.

Dans ces conditions, la croûte continentale ne s’épaissit plus mais, au contraire, s’étale sous l’effet de la gravité.

svtT_1506_06_01C_03

Schéma représentant les forces de volume et les forces compressives dans une chaîne de montagnes

D’après R. Augier, Évolution tardi-orogénique des cordillères bétiques (Espagne) : apports d’une étude intégrée, thèse, 2004.

DOCUMENT 4 Simulation de l’effacement du relief dans une chaîne de montagnes

svtT_1506_06_01C_04

D’après le logiciel Airy.

DOCUMENT 5 Diagramme pression — température permettant de déterminer les domaines de l’état physique de roches de la croûte continentale

svtT_1506_06_01C_05

D’après la Banque de schémas SVT, académie de Dijon.

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Vous devez savoir que les granites sont des roches magmatiques plutoniques. Il vous est donc demandé d’expliquer, à partir de l’exploitation des documents, les mécanismes à l’origine des magmas qui, en refroidissant, ont engendré ces granites post-collision.

Un magma a toujours pour origine la fusion, très souvent partielle, d’une roche préexistante. En conséquence, vous devez identifier le matériau qui subit la fusion partielle.

La fusion partielle de roches à l’origine d’un magma peut résulter de trois mécanismes principaux : augmentation de température du matériau  apport d’eau abaissant la température de fusion  décompression due à une remontée du matériau sans échange de chaleur avec le milieu environnant. Vous devez exploiter les documents fournis de façon à identifier le mécanisme en œuvre dans le cas des magmas de ces granites tardifs.

Seul le document 5 fait directement référence à la fusion de roches  les informations issues des autres documents doivent vous permettre de situer, sur ce graphique, le matériau à l’origine du magma et l’évolution qu’il a suivie pour subir une fusion partielle.

Mobiliser ses connaissances

La lithosphère est en équilibre isostatique avec l’asthénosphère. Des mouvements verticaux de la lithosphère ont lieu lorsque cet équilibre est perturbé (réajustement isostatique).

Altération et érosion contribuent à l’effacement des reliefs.

Des phénomènes tectoniques participent aussi à la disparition des reliefs.

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