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Transcript

La disparition des chaînes de Montagnes

Problème: Comment expliquer la disparition des chaînes de montagnes?

Sommaire

Activité 2 - Altération et érosion

Activité 3 - Transport et sédimentation

Activité 1 - Les roches à l'affleurement

Activité 4 - Phénomènes tectoniques

Activité 1 - Les roches à l'affleurement

Comment expliquer la présence de différentes roches à l'affleurement des chaînes de montagnes?

  1. Réaliser un tableau récapitulant les différentes roches présentes à l'affleurement de trois massifs: Armoricain, Alpes et Pyrénées
  2. Ajouter le contexte de formation de chaque roche (sédimentaire, magmatique plutonique ou magmatique volcanique,...)
  3. Proposer une hypothèse quant à la différence observée entre les trois chaînes de montagnes.

Pyrénées

Le Massif Armoricain

Les Alpes

Activité 2 - Altération et érosion

Altération des hautes montagnes

Altération d'une roche calcaire

Altération d'un granite

Comment l'altération et l'érosion participent-elles à l'effacement des reliefs ?

1. Expliquer les conditions entraînant l'érosion des roches dans une haute montagne

2. Déterminer certaines conditions de la disparition des reliefs dans le Massif Armoricain.

3. Expliquer les conditions entraînant l'altération des roches calcaires.

ALtération des hautes montagnes

On estime à quelques dixièmes de milimètres par an l'érosion d'une chaîne de montagnes.En haute altitude, les reliefs sont soumis à une intense érosion.Sous l'action du gel et du dégel dans les diaclases, la roche éclate et forme des éboulis qui sont entraînés par les glaciers et les eaux de ruissellement.

Altération d'un granite (TP type ECE)

Le Massif Armoricain est aujourd'hui une zone dépourvue de reliefs (le sommet actuel le plus élevé est d'environ 400m) alors que la chaîne de montagnes qui occupait cette région il y a 360 Ma devait présenter des sommets aussi élevés que ceux de l'Himalaya. Les reliefs de cette chaîne de collision, appelée chaîne hercynienne, ont disparu au cours de l'histoire de la Terre.On cherche à déterminer certaines conditions de la disparition des reliefs dans cette zone.

Doc 2 : Paysage de chaos granitique

Rochers de Porz Rolland près de Ploumanac'h (Côtes d'Armor)

Photographie: Pierre Thomas

Doc 1 : Réactions d'hydrolyse des principaux minéraux d'un granite

- Réactions d'hydrolyse d'un feldspath- Réaction d'hydrolyse d'un mica- Le quartz est un minéral très peu altérableLa formation des argiles en remplacement des minéraux d'origine modifie la structure de la roche qui devient souvent friable.

Matériel à disposition

Protocole

1. Repérer à l'œil nu les principaux minéraux sur les différents types de granites 2. Rechercher et identifier au microscope polarisant les trois minéraux caractéristiques du granite sain3. Rechercher et identifier les mêmes minéraux sur la lame de granite altéré4. Présenter et traiter les résultats puis les analyser pour répondre à la problématique.

Granite sain

Lame mince en LPNA

Lame mince en LPA

Granite altéré

Lame mince en LPNA

Lame mince en LPA

Arène granitique

Altération d'une roche calcaire

L'eau de pluie, chargée de gaz carboniques s'écoule dans les failles ou fissures du massif de calcaire. Sous l'effet de l'altération chimique de la roche, les fissures s'élargissent et forment des paysages typiques, des karst.L'altération chimique des carbonates s'effectue selon l'équation suivante:

Tableau comparatif de la composition chimique d'une eau de pluie et d'une eau ayant circulé dans des calcaires (en mg/L)

Activité 3 - Transport et sédimentation

Comment s'effectuent le transport et la sédimentation des particules érodées?

1. Construire l'histogramme des échantillons ainsi que la courbe cumulative (pourcentage cumulé en fonction de la classe granulométrique) en utilisant un tableur.2. Proposer une relation entre la granulométrie des sables déposés et la distance de transport des particules érodées.3. Expliquer ce qu'est une sédimentation biochimique et la raison de son emplacement dans des eaux peu profondes et limpides.

Diagramme de Hjulström

Ce diagramme permet de relier la vitesse d’un courant à son action sur des matériaux de granulométrie variée.

A

B

C

Zone A La vitesse de l’eau est élevée. Le courant va séparer les particules (c’est le vannage) et les transporter vers l’aval du chenal. Ces dernières vont éroder les berges du chenal ainsi que le fond du cours d’eau.

Zone B La vitesse est plus faible. L’eau transporte des particules si ces dernières sont dissociées, par contre, elle ne pourra pas les arracher du fond du chenal où la cohésion des particules est suffisamment importante.

Zone C La vitesse très faible du courant fait que les particules qui arrivent dans le chenal se déposent sur place.

Activité 4 - Phénomènes tectoniques

L’altération et l’érosion ne sont pas suffisantes pour faire disparaître en quelques dizaines de millions d’années une chaîne de montagnes: il faudrait plusieurs centaines de Ma. De plus, les volumes de sédiments déposés sont généralement insuffisants pour retrouver le volume initial de la chaîne de montagnes.

Comment des phénomènes tectoniques contribuent-ils à l'effacement des reliefs?

1. Identifier le type de déformation dans les zones Briançonnaise (en vert) et Piémontaise (en gris et violet)

3. Expliquer l'origine des mouvements observés en surface.

2. Identifier les contraintes associées à ces déformations dans cette zone

Sismotectonique

Données GPS

Modélisation

La sismotectonique

Ce qui nous intéresse plus particulièrement ici est l'étude des mécanismes au foyer des séismes, qui permet de distinguer en profondeur les failles normales des failles inverses et des décrochements.

VocabulaireLa sismotectonique est l'analyse de la répartition de la sismicité et des caractéristiques des séismes.

Sue, 1998

Faille inverse

Faille normale

Faille décrochante

Les données GPS

Pour connaître les déformations actuelles des Alpes et détecter de faibles déplacements, de nombreuses campagnes GPS ont été menées.

Des mesures d'Altitude à plusieurs années d'intervalle ont permis d'établir les déplacements verticaux actuels dans les Alpes et ont ainsi montré un enfoncement de quelques millimètres par an de la zone Piémontaise.

Noquet, 2002

Vecteurs vitesse Chaque flèche correspond au mouvement réalisé par une station GPS en surface.

Modélisation des mouvements d'extension

Le mouvement de convergence des plaques engendre des forces compressives horizontales sur les roches, nommées forces aux limites de plaques (FL), qui tendent à créer un relief et une racine crustale.Dans le même temps, les roches sont soumises à des forces verticales, nommées forces de volume (FV), liées au poids des reliefs et à la poussée d'Archimède s'exerçant sur la racine.Les forces de volume sont d'autant plus intenses que la croûte est épaisse et elles tendent à l'amincir. En surface, on observe alors des mouvements d'extension.L'évolution d'une chaîne de montagnes dépend ainsi du rapport entre l'intensité des forces de volume et celle des forces aux limites de plaques.

Noquet, 2002

1

2

3

FL > à FV - Épaississement crustal: Lorsque la croûte est très épaisse, elle se réchauffe à cause des éléments radioactifs qu'elle contient et de la chaleur qu'elle reçoit du manteau sous-jacent. Elle devient déformable, en particulier en profondeur, et se ramollit.

FL = FV - Épaississement crustal maximal - Coeur de la chaîne en extension

FL < FV - Propagation de l'extension en périphérie - Effondrement gravitaire: Sous l'effet de leur poids, insuffisemment compensé par la poussée d'Archimède, et par une convergence devenue insuffisante, les reliefs s'effondrent et la croûte s'amincit.