TP 24 LO

Voyage vers les zones de divergence

Vous allez découvrir en détail les caractéristiques des zones de dorsales .... Bon voyage !

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version par Larcher C

N'oubliez de prendre des notes dans votre cahier (titres, consignes....) car ce sera votre cours !

Vous pouvez également communiquer entre vous (explications...) grâce aux tableaux blancs mis à votre disposition. Le travail d'équipe est toujours positif

Je reste à votre disposition dans la classe pour toute vérification de vos recherches !

TP 24 : les phénomènes liés à la divergence

Les dorsales océaniques sont d’immenses reliefs sous-marins allongés, en limite de plaques. Elles s’étendent sur plus de 60 000 Km de long et 1000 à 3000 Km de large, sur une hauteur de 2000 à 3000m. La croûte océanique est constituée de roches magmatiques : gabbro et basalte. L’expansion des fonds océaniques est liée à la mise en place de ces roches à l’aplomb de la dorsale. Les différences de vitesse d’expansion sont liées au fonctionnement même des dorsales rapides et lentes

Activité 2/ Le fonctionnement d'une dorsale rapide

Activité1/ Les 2 types de dorsales

Activité 3/. Le fonctionnement d'une dorsale lente

B/ Les transformations au cours des temps

A/ Les transformations au contact de l’eau de mer

Activité 4/. Le devenir de la lithosphère océanique

A/ Notion de solidus et de liquidus

B/ Le magmatisme de la dorsale rapide

B/ Le magmatisme de la dorsale lente

A/ L’origine de l’aspect de la croûte au niveau d’une dorsale lente

Problème : Comment se met en place et évolue la lithosphère océanique à l’aplomb des différentes dorsales ?

Activité1/ Les 2 types de dorsales

dorsale rapide

dorsale lente

Activité 2/ Le fonctionnement d'une dorsale rapide

On recherche à montrer que du magma est produit à l’aplomb d’une dorsale

A/ Notion de solidus et de liquidus

Grâce à un appareillage spécial mis au point dans les années 50 (cellule à enclume de diamant), on peut soumettre des matériaux à des pressions et des températures comparables à celles régnant dans le manteau à des profondeurs de plusieurs dizaines ou centaines de Km. De la péridotite a été broyée, placée dans ce dispositif et soumise à différentes conditions de pression et température. On regarde alors son état : solide, partiellement fondue, ou totalement fondue. Le liquidus des péridotites est une courbe expérimentale indiquant les conditions de pression et de températures où la roche à l’état partiellement fondu c’est-à-dire solide + liquide (= magma) passe à l’état totalement 100% liquide. A partir de diverses données, les géologues ont modélisé l’évolution de la température en fonction de la profondeur : la courbe obtenue s’appelle le géotherme.

Ressource : animation « origine du magma de la dorsale océanique »

-En observant le diagramme d’état de la péridotite anhydre présent sur la page d’ouverture de l’animation, proposez une définition à la courbe du solidus (ligne violette)

-Tracez ensuite, à l’aide de l’animation, sur le graphique représentant le diagramme d’état de la péridotite anhydre, le géotherme océanique c'est-à-dire la courbe qui traduit l’évolution de la température en fonction de la profondeur dans une zone éloignée de la dorsale (curseur mauve).

Indiquez alors si dans ces conditions un magma de nature péridotique peut se former, justifiez.

-Tracez ensuite, à l’aide de l’animation, le géotherme au niveau de la dorsale (curseur rouge).

Indiquez si dans ces conditions, un magma peut se former ?

Si oui à quelle profondeur ?La fusion de la péridotite est elle totale ?

Complétez au fur et à mesure ce document au cours de cette activité

(page d’ouverture de l’animation)

Activité 2/ Le fonctionnement d'une dorsale rapide

On recherche à montrer que du magma est produit à l’aplomb d’une dorsale

B/ Le magmatisme de la dorsale rapide : étude des conditions de fusion partielle de la péridotite

Le magma ainsi formé, cette dorsale peut donc fonctionner et produire la lithosphère océanique …..

Cellule à enclume de diamant

La Terre est composée de très nombreuses roches dont une grande partie, les roches magmatiques, a été produite par fusion d’une roche mère et la cristallisation du magma.

1. Accéder au Logiciel
2. Choisir la péridotite sèche puisque nous sommes au niveau d'une dorsale rapide.
3. Régler les paramètres de pression et de température à l'aide des données du doc4 p 157.

4. Réaliser la modification nécessaire afin de répondre à cette question.

Que constatez-vous quand la péridotite est en profondeur puis quand elle remonte au niveau de la dorsale ?

Comment appelle-t-on ce phénomène ?

En utilisant l’animation de la modélisation de la cellule à enclume de diamant, expliquez les conditions de fusion d’une péridotite sèche située initialement à 200 km de profondeur. Vous devez donc régler le paramètre de pression au maximum.

Activité 3/. Le fonctionnement d'une dorsale lente

A/ L’origine de l’aspect de la croûte au niveau d’une dorsale lente

Le plancher océanique au niveau d’une dorsale lente est essentiellement composé de péridotites contrairement à une dorsale rapide

On cherche à expliquer cette caractéristique

Minusc

document f page 213

observation au microscope polarisant de lames de péridotites et péridotites serpentinisées, afin de déterminer les différences

-Ouvrir le Logiciel MinUSc

-Dans l’onglet « Fichier » choisir « Forstérite » (qui est une olivine), puis dans l’onglet « Formule » compléter le tableau (dérouler jusqu'en bas l'onglet formule) en suivant les consignes :

Cliquer successivement sur chaque case vide dans le tableau I, F, A, S pour afficher les atomes correspondants à l’Intérieur, au niveau des Faces, des Arêtes ou des Sommets de la maille cristalline.

Cliquer sur un atome dans la fenêtre de visualisation pour les dénombrer et afficher la somme dans la case appropriée.

- La formule cristalline et le pourcentage d’hydratation apparaissent.

- Noter le pourcentage d’hydratation du minéral et sa masse volumique

-Réaliser le même travail pour la serpentine en choisissant dans l’onglet « Fichier » « Lizardite »

8/Comparez le pourcentage d’hydratation des deux minéraux.

9/ Comparez leur densité.

10/Justifiez que l’hydratation favorise l’exhumation du manteau.

B/ Le magmatisme de la dorsale lente

document d page 235

Activité 3/. Le fonctionnement d'une dorsale lente

11/En utilisant les ressources, expliquez les conditions de fusion de la péridotite serpentinisée à l’aplomb de cette dorsale.

Fumeurs noirs à proximité d'une dorsale : chargés en particules...

Activité 4/. Le devenir de la lithosphère océanique

A/ Les transformations au contact de l’eau de mer

document page 2155

Minusc

A/ Les transformations au contact de l’eau de mer

Activité 4/. Le devenir de la lithosphère océanique

La roche caractéristique de la croûte océanique est un gabbro (pyroxène + plagioclase)

En s’éloignant de la dorsale, les minéraux se transforment....

Sur la photographie précédente, la hornblende est marron au microscope polarisant. Elle peut sinon apparaître verte.

- Ouvrir le Logiciel MinUSc

- Dans l’onglet « Fichier » choisir « Augite » (qui est un pyroxène), puis dans l’onglet « Formule » , compléter le tableau sur le logiciel.

- Réaliser le même travail pour le plagioclase en choisissant dans l’onglet « Fichier » « anorthite »,

- puis pour l’amphibole « Hornblende », «Actinote » et la « Chlorite ».

13/Indiquez les modifications de la lithosphère océanique au contact de l’eau de mer

B/ Les transformations au cours des temps

document page 215

Activité 4/. Le devenir de la lithosphère océanique

14/ En plus d'une hydratation de surface, la lithosphère vieillissante va se modifier au cours du temps...

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