6-Zones de convergence et subduction
Dossier 2 - Le "moteur" de la subduction
La lithosphère "flotte" sur l'asthénosphère… sauf dans les zones de subduction.
- Quelle est la force qui permet à une plaque lithosphérique de "plonger" dans l'asthénosphère ?
Document 1 - Isothermes sous une dorsale océanique
Rappels
- La limite lithosphère-asthénosphère correspond à une limite physique et non chimique (il s'agit de péridotite dans les deux cas). La différence concerne la rigidité de la roche : rigide dans la lithosphère (où elle a un comportement cassant), elle est ductile dans l'asthénosphère.
- Ce comportement différent de la roche provient d'une température différente : on considère qu'à plus de 1300°C, la péridotite est ductile, et cassante au dessous de 1300°C. Au fur et à mesure que la lithosphère s'éloigne de l'axe de la dorsale, elle se refroidit.
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Ce document (déjà étudié) représente les isothermes sous une dorsale rapide.
Source : Conférence "Divergence lithosphérique" de Eric Lecoix (elecoix.free.fr/paf/M1%20ESPE%202013/confs/06B_Divergence%20lithospherique.pdf)
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Pistes d'exploitation
- Par quel type de transfert thermique la lithosphère se refroidit-elle ?
- Pourquoi les isothermes s'enfoncent-ils en s'éloignant de l'axe de la dorsale ?
- Comment l'épaisseur de la lithosphère varie-t-elle en s'éloignant de l'axe de la dorsale ?
Document 2 - Densités de différentes enveloppes
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Piste d'exploitation
- À quelle condition la lithosphère peut-elle "plonger" dans l'asthénosphère ?
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- Ouvrir la feuille de calcul avec un tableur.
- Poser la formule littérale de la densité de la lithosphère océanique (Dlo) en fonction de celles de la croûte océanique (Dco) et du manteau lithosphérique (Dml) ainsi que des épaisseurs de la croûte océanique (Eco) et du manteau lithosphérique (Eml).
- Exprimer Eml en fonction de Eco et de Elo (Elo : épaisseur de la lithosphère océanique) et remplacer Eml par cette formule dans l'équation précédente.
La lithosphère océanique perdant de la chaleur par conduction, on peut relier son épaisseur (Elo) à son âge (t) :
Elo =9√t
Cette équation n'est applicable que pour les 80 premiers kilomètres car la relation entre épaisseur et âge n'est pas linéaire au-delà. (www.isterre.fr/IMG/pdf/geo3_partie3_2017.pdf)
- Utiliser cette relation dans l'expression de Dlo puis entrer cette formule dans la feuille de calcul.
Pistes d'exploitation
- Copier le graphique et l'intégrer à votre compte rendu.
- En déduire à partir de quel âge la subduction peut (théoriquement) débuter.
Document 3 - Pente du plan de Wadati-Bénioff en fonction de l'âge de la lithosphère océanique
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On a déterminé le pendage du plan de Wadati-Benioff pour trois plaques lithosphériques en subduction d'âges différents.
Piste d'exploitation
- Montrer que ce document
confirme les hypothèses précédentes.
Source : livre de spé SvT de 1eS, Belin 2019 |
Sources documentaires : http://www.geologie.ens.fr/~vigny/cours/chp-gphy-1.html#SECTION2d, https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/geophysique-fonds-oceaniques.xml#calculs-flux, http://eduterre.ens-lyon.fr/thematiques/terre/activites-jamstec/pendage-de-la-plaque-plongeante-et-age-de-la-lithosphere?fbclid=IwAR2KAkSsgnEW2VIhcoeYuMvT3VF-ep3qcW5ks6T94BOfMvrGIFham54L9-o