Activité 19 - Les caractéristiques des zones de subduction
Problématique : Quelles sont les caractéristiques d'une zone de subduction ?
|
A – Les marqueurs de la subduction |
|||
|
1 |
Recherchez un endroit où une plaque océanique plonge sous une plaque continentale, et deux endroits où une plaque océanique plonge sous une autre plaque océanique. |
Logiciel Sismolog |
Exprimer et exploiter des résultats en utilisant les TIC |
|
2 |
Faites apparaître les volcans et les séismes au niveau des trois zones de subduction. Que remarquez-vous ? |
||
|
3 |
À l'aide du logiciel Sismolog, réalisez une coupe au niveau des Andes : - la coupe doit être perpendiculaire à la limite de plaques, - le curseur 1 doit être placé au niveau de la fosse (lat. -26°, long. -72°), - le curseur 2 doit être situé au niveau des séismes profonds (lat. -27°, long. -63°) |
||
|
4 |
Tracez le plan de Wadati-Bénioff qui regroupe les foyers des différents séismes. Que matérialise-t-il ? |
||
|
5 |
Légendez la coupe de manière complète (reliefs, volcans, limites et noms des plaques, croûte, manteau, lithosphère, asthénosphère). |
||
|
|
|
|
|
|
B – Le moteur de la subduction |
|||
|
6 |
Calculez la hauteur H (précision au 1/10) pour les âges suivants : 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 Ma. |
Document 1 |
Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage mathématique. |
|
7 |
Calculer la masse d’une colonne de lithosphère pour les mêmes âges que précédemment. |
||
|
8 |
Effectuer le même calcul pour une colonne d’asthénosphère. |
||
|
9 |
A quel âge la lithosphère n’est-elle plus en équilibre sur l’asthénosphère, provoquant une subduction spontanée ? |
Recenser, extraire et organiser des informations. |
|
|
10 |
Quel autre facteur dépendant du temps, accentue ce phénomène de subduction spontanée ? |
Livre p 172 doc. 2 et 3 |
|
Document 1 : La subduction spontanée
Au cours de son éloignement de l'axe de la dorsale, la lithosphère océanique s'hydrate et se refroidit. Ce refroidissement se traduit par un abaissement de l'isotherme 1300°C, qui représente la limite lithosphère / asthénosphère. Il s'en suit un épaississement progressif de la lithosphère océanique par sa base, par adjonction d'une semelle de manteau froid et lourd.
Une colonne de lithosphère, de hauteur H, est constituée d'une croûte océanique d'épaisseur constante hC = 5 km et d'une semelle de manteau lithosphérique d'épaisseur (H – hC) variable suivant son âge.
La masse ML d'une colonne de lithosphère océanique, de surface égale à 1 m², est donc égale à : MLith = [ρC hC + ρML (H – hC)] x S avec :
- ρC = masse volumique de la croûte océanique = 2,85.103 kg/m3
- ρML = masse volumique du manteau lithosphérique = 3,3.103 kg/m3
- hC = épaisseur de la croûte océanique = 5000 m
- H = épaisseur totale de la lithosphère océanique = 9,2 (âge)1/2 (H est exprimée en mètres et l'âge en années)
La masse MAsth de la colonne d'asthénosphère sous-jacente, ayant la même surface et la même hauteur H que la colonne lithosphérique, est égale à :
MAsth = ρA H S
avec ρA = masse volumique de l'asthénosphère = 3,25.103 kg/m3