QCM : Cycles orogéniques et dynamique alpine — 26 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quel enchaînement décrit correctement les principales étapes d’un cycle orogénique ?

Ouverture océanique, érosion, fracturation, collision puis subduction
Subduction, fracturation, érosion, collision puis ouverture océanique
Érosion, collision, ouverture océanique, subduction puis fracturation
Fracturation, ouverture océanique, subduction, collision puis érosion

Fracturation, ouverture océanique, subduction, collision puis érosion

Explication

Un cycle orogénique comprend successivement la fragmentation des supercontinents, l’accrétion océanique, la subduction, la collision continentale et l’érosion des reliefs. L’érosion intervient après la formation de la chaîne, et non avant la collision.

2. Quelle association entre les cycles orogéniques et les ères géologiques est correcte ?

Le cycle hercynien est mésozoïque et le cycle alpin commence au Paléozoïque
Les deux cycles débutent au Paléozoïque et s’achèvent avant le Mésozoïque
Les deux cycles débutent au Mésozoïque après la disparition des océans anciens
Le cycle hercynien est paléozoïque et le cycle alpin commence au Mésozoïque

Le cycle hercynien est paléozoïque et le cycle alpin commence au Mésozoïque

Explication

Le cycle hercynien appartient au Paléozoïque, tandis que le cycle alpin débute au Mésozoïque. L’erreur fréquente consiste à inverser les ères associées aux deux cycles.

3. Quel mouvement caractérise une faille inverse dans une région soumise à la compression ?

Le compartiment supérieur descend et les deux compartiments s’éloignent
Les deux compartiments coulissent horizontalement sans changement vertical
Le compartiment inférieur monte pendant que le compartiment supérieur s’éloigne
Le compartiment supérieur monte et les deux compartiments se rapprochent

Le compartiment supérieur monte et les deux compartiments se rapprochent

Explication

Dans une faille inverse, le glissement rapproche les compartiments, soulève le compartiment supérieur et produit un raccourcissement horizontal. Une descente du compartiment supérieur correspondrait à une faille normale.

4. Quelle distinction entre terrains autochtones et allochtones s’applique à un chevauchement ?

Les deux terrains ont été déplacés ensemble sans contact tectonique anormal
Les deux terrains sont restés en place et se sont seulement plissés verticalement
Le terrain allochtone a été déplacé, tandis que l’autochton est resté en place
Le terrain autochtone a été déplacé, tandis que l’allochton est resté en place

Le terrain allochtone a été déplacé, tandis que l’autochton est resté en place

Explication

Un chevauchement superpose un ensemble déplacé, appelé terrain allochtone, à un terrain autochtone resté dans sa position initiale. Confondre les deux notions revient à attribuer le déplacement au terrain autochtone.

5. Quelle combinaison permet de distinguer un pli anticlinal d’un pli synclinal ?

L’anticlinal est creux avec les roches récentes au cœur ; le synclinal est convexe avec les roches anciennes au centre
L’anticlinal et le synclinal sont convexes, mais leurs couches ont des pendages opposés
L’anticlinal est convexe avec les roches anciennes au cœur ; le synclinal est creux avec les roches récentes au centre
L’anticlinal et le synclinal sont creux, mais leurs roches centrales ont le même âge

L’anticlinal est convexe avec les roches anciennes au cœur ; le synclinal est creux avec les roches récentes au centre

Explication

Un anticlinal forme une voûte et expose les roches les plus anciennes au centre, tandis qu’un synclinal forme une dépression avec les roches les plus récentes au centre. Les autres propositions inversent ces caractéristiques ou les rendent identiques.

6. Une couche verte contient des Globotruncanidés et se trouve sous une couche rouge triasique ; quelle interprétation est correcte ?

La couche verte est crétacée, donc plus récente, et la couche rouge la chevauche
Les deux couches sont du Crétacé et leur position indique une sédimentation normale
La couche verte est triasique, donc plus ancienne, et elle chevauche la couche rouge
La couche verte est plus ancienne car elle est située sous la couche rouge actuelle

La couche verte est crétacée, donc plus récente, et la couche rouge la chevauche

Explication

Les Globotruncanidés indiquent un âge crétacé pour la couche verte, plus récent que le Trias de la couche rouge ; la superposition résulte donc d’un chevauchement de la couche rouge. Une position inférieure ne suffit pas à établir l’âge relatif lorsque la tectonique a renversé l’ordre initial.

7. Quel âge indique la présence d’Encrinus gracilis dans la couche rouge de l’Aiguillette du Lauzet ?

Le Mésozoïque terminal, correspondant au début du cycle alpin
L’Anisien, qui appartient au Trias moyen
Le Paléozoïque supérieur, associé au cycle hercynien
Le Crétacé supérieur, marqué par les Globotruncanidés

L’Anisien, qui appartient au Trias moyen

Explication

Encrinus gracilis est un fossile caractéristique de l’Anisien, un étage du Trias moyen. Les Globotruncanidés permettent, eux, d’identifier le Crétacé et ne correspondent pas au fossile de la couche rouge.

8. Quel ensemble de structures géologiques caractérise une zone de collision dans les Alpes ?

Des dorsales, des failles transformantes et des fossés océaniques
Des failles normales, des grabens et des coulées basaltiques
Des fractures extensives, des horsts et des intrusions granitiques
Des plis, des failles inverses et des chevauchements

Des plis, des failles inverses et des chevauchements

Explication

Les plis, les failles inverses et les chevauchements résultent du raccourcissement associé à la collision. Les failles normales et les grabens sont plutôt liés à un contexte de distension.

9. Entre quelles plaques la collision à l’origine des Alpes s’est-elle produite ?

La plaque Eurasienne et la plaque Nord-Américaine
La plaque Eurasienne et la plaque Apulienne
La plaque Apulienne et la plaque Antarctique
La plaque Africaine et la plaque Pacifique

La plaque Eurasienne et la plaque Apulienne

Explication

Les Alpes résultent de la convergence entre la plaque Eurasienne et la plaque Apulienne, aussi appelée plaque Africano-Adriatique. Un rift correspondrait à une divergence et ne décrirait pas ce mécanisme.

10. Quand la collision entre les plaques Eurasienne et Apulienne a-t-elle commencé, et quelle est la situation actuelle de leur convergence ?

Elle a commencé vers -65 Ma, au Crétacé, et les plaques divergent actuellement
Elle a commencé vers -25 Ma, au Miocène, et la convergence continue aujourd’hui
Elle a commencé vers -2,6 Ma, au Quaternaire, après une longue phase de divergence
Elle a commencé vers -181 Ma, au Jurassique, puis la convergence s’est interrompue

Elle a commencé vers -25 Ma, au Miocène, et la convergence continue aujourd’hui

Explication

La collision a débuté au Miocène, vers -25 Ma, et le rapprochement des plaques se poursuit actuellement. La date jurassique concerne l’âge des ophiolites alpines, pas le début de la collision.

11. Que révèle la présence d’une ophiolite dans une chaîne de montagnes ?

Elle correspond à un dépôt sédimentaire formé dans un bassin lacustre
Elle témoigne d’une ancienne lithosphère océanique intégrée à la chaîne
Elle prouve qu’un magma granitique s’est solidifié dans la croûte continentale
Elle indique la conservation d’un socle continental formé en profondeur

Elle témoigne d’une ancienne lithosphère océanique intégrée à la chaîne

Explication

Une ophiolite est un ensemble de roches qui conserve le témoignage d’une ancienne lithosphère océanique dans une chaîne de montagnes. Un socle continental ne fournit pas cette indication sur un ancien domaine océanique.

12. Quelle distinction décrit correctement l’obduction et l’exhumation ?

L’obduction place une lithosphère océanique sur un continent, tandis que l’exhumation fait remonter des roches enfouies
L’obduction sépare deux plaques, tandis que l’exhumation transforme une croûte continentale en manteau
L’obduction enfonce une lithosphère océanique sous un continent, tandis que l’exhumation provoque sa fusion
L’obduction fait remonter des roches subduites, tandis que l’exhumation forme une nouvelle croûte océanique

L’obduction place une lithosphère océanique sur un continent, tandis que l’exhumation fait remonter des roches enfouies

Explication

L’obduction correspond au charriage d’une portion de lithosphère océanique sur un continent, alors que l’exhumation désigne la remontée de roches océaniques précédemment enfouies. La subduction et la fusion décrivent d’autres processus géodynamiques.

13. Quelle association entre un massif alpin et une roche métamorphique océanique est correcte ?

Le Queyras contient un basalte continental et le Mont-Viso un gneiss de socle
Le Queyras contient un granite et le Mont-Viso une péridotite mantellique intacte
Le Queyras contient une éclogite et le Mont-Viso un métagabbro à hornblende
Le Queyras contient un métagabbro à glaucophane et le Mont-Viso une éclogite

Le Queyras contient un métagabbro à glaucophane et le Mont-Viso une éclogite

Explication

Le Queyras renferme un métagabbro à glaucophane, tandis que le Mont-Viso contient une éclogite. Ces roches témoignent d’une lithosphère océanique ayant subi une subduction puis une exhumation.

14. Quelle relation décrit la droite isochrone utilisée pour la datation Sm-Nd ?

(147Sm144Nd)t=(143Nd144Nd)0+(eλt−1)(143Nd144Nd)t\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t=\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_0+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_t
(144Nd143Nd)t=(144Nd143Nd)0+(eλt−1)(147Sm144Nd)t\left(\frac{^{144}Nd}{^{143}Nd}\right)_t=\left(\frac{^{144}Nd}{^{143}Nd}\right)_0+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t
(143Nd144Nd)0=(147Sm144Nd)t+(eλt−1)(143Nd144Nd)t\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_0=\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_t
(143Nd144Nd)t=(143Nd144Nd)0+(eλt−1)(147Sm144Nd)t\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_t=\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_0+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t

$$\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_t=\left(\frac{^{143}Nd}{^{144}Nd}\right)_0+(e^{\lambda t}-1)\left(\frac{^{147}Sm}{^{144}Nd}\right)_t$$

Explication

La relation isochrone relie le rapport actuel de néodyme-143 sur néodyme-144 au rapport initial et au rapport samarium-147 sur néodyme-144. Elle exploite plusieurs rapports isotopiques mesurés, plutôt qu’une quantité initiale connue directement.

15. Une isochrone Sm-Nd présente une pente a=0,10a=0{,}10. Quelle expression permet de calculer l’âge de la roche ?

t=ln⁡(0,10)6,54×10−12 an−1t=\frac{\ln(0{,}10)}{6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}}
t=ln⁡(1,10)6,54×10−12 an−1t=\frac{\ln(1{,}10)}{6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}}
t=ln⁡(1,10)0,10×6,54×10−12 an−1t=\frac{\ln(1{,}10)}{0{,}10\times6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}}
t=6,54×10−12 an−1ln⁡(1,10)t=\frac{6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}}{\ln(1{,}10)}

$$t=\frac{\ln(1{,}10)}{6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}}$$

Explication

L’âge se déduit de la pente par la relation t=ln⁡(a+1)λt=\frac{\ln(a+1)}{\lambda}, avec λ=6,54×10−12 an−1\lambda=6{,}54\times10^{-12}\ \mathrm{an}^{-1}. L’ordonnée à l’origine renseigne le rapport initial de néodyme et n’intervient pas comme pente dans cette expression.

16. Pourquoi la méthode Sm-Nd emploie-t-elle une droite isochrone pour dater une roche ?

Parce que les isotopes de samarium et de néodyme ne sont pas mesurables directement
Parce que la quantité initiale de samarium est inconnue et que du néodyme pouvait déjà être présent
Parce que la roche ne contient aucun néodyme au moment de sa fermeture
Parce que la constante de désintégration varie entre les minéraux d’une même roche

Parce que la quantité initiale de samarium est inconnue et que du néodyme pouvait déjà être présent

Explication

La droite isochrone permet de déterminer l’âge malgré l’inconnue de la quantité initiale de samarium et la présence possible de néodyme initial. L’absence totale de néodyme rendrait au contraire l’hypothèse de départ incompatible avec la méthode.

17. Quelle succession décrit correctement l’ouverture océanique depuis un continent initialement intact ?

Subduction continentale, compression, formation d’un prisme, puis collision des marges
Épaississement continental, fusion, formation d’un arc, puis rapprochement des marges
Décrochement continental, soulèvement, formation d’un plateau, puis immobilisation des marges
Étirement continental, rupture, formation d’une dorsale, puis éloignement des marges

Étirement continental, rupture, formation d’une dorsale, puis éloignement des marges

Explication

L’ouverture océanique débute par l’étirement et l’amincissement de la lithosphère, suivis de sa rupture et de la création d’une dorsale. Une marge passive provient donc d’une ouverture océanique antérieure, tandis qu’une marge active est liée à la subduction.

18. Quel ensemble d’observations montre que le rift de l’Afar est soumis à une divergence active ?

Chevauchements, fosse océanique, séismes et prisme d’accrétion
Failles inverses, reliefs plissés, séismes et métamorphisme
Failles décrochantes, bassin compressif, volcanisme et collision
Failles normales, fossé d’effondrement, séismes et volcanisme

Failles normales, fossé d’effondrement, séismes et volcanisme

Explication

Dans l’Afar, les failles normales, le fossé d’effondrement, les séismes et le volcanisme caractérisent l’étirement actif de la lithosphère. Les failles inverses et les chevauchements correspondent plutôt à un contexte de compression.

19. Quels éléments caractérisent une marge continentale passive ?

Décrochements, blocs horizontaux et séries océaniques, métamorphiques et plutoniques
Failles inverses rectilignes, plis serrés et séries volcaniques, compressives et collisionnelles
Chevauchements, horsts symétriques et séries sédimentaires récentes, glaciaires et fluviatiles
Failles normales courbes, blocs basculés et séries pré-rift, syn-rift et post-rift

Failles normales courbes, blocs basculés et séries pré-rift, syn-rift et post-rift

Explication

Une marge passive conserve les structures de l’extension, notamment les failles normales courbes et les blocs basculés, ainsi que les dépôts pré-rift, syn-rift et post-rift. Les failles inverses et les plis serrés indiquent plutôt une déformation compressive.

20. Pourquoi la partie occidentale des Alpes est-elle interprétée comme une ancienne marge continentale passive ?

Elle contient des reliefs produits par une compression continentale récente
Elle correspond à une dorsale océanique fonctionnant actuellement
Elle présente des structures formées par une subduction encore active
Elle conserve des structures héritées de l’extension continentale

Elle conserve des structures héritées de l’extension continentale

Explication

La partie occidentale des Alpes est une ancienne marge passive parce qu’elle conserve les structures produites par l’extension continentale avant la fermeture de l’océan alpin. Une subduction active ou une dorsale actuelle ne caractérise pas cette interprétation.

21. Que permet de déduire le fait que les formations liées au rifting recouvrent des terrains plus anciens ?

Le rifting à l’origine de l’océan alpin est postérieur à 355 Ma
Le rifting à l’origine de l’océan alpin est antérieur à 355 Ma
La superposition ne permet pas de comparer l’âge des deux ensembles
Les terrains recouverts se sont formés après les structures de rifting

Le rifting à l’origine de l’océan alpin est postérieur à 355 Ma

Explication

Une formation qui en recouvre une autre lui est postérieure ; les dépôts liés au rifting se sont donc formés après les terrains plus anciens. Cela indique que le rifting alpin est postérieur à 355 Ma, et non antérieur à cette date.

22. Quelle expression permet de calculer l’âge d’une roche volcanique avec la méthode potassium-argon ?

t=λln⁡(1+40Kt40Art)t=\lambda\ln\left(1+\frac{^{40}K_t}{^{40}Ar_t}\right)
t=40Art40Ktln⁡(λ)t=\frac{\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}}{\ln(\lambda)}
t=ln⁡(1+40Art40Kt)λt=\frac{\ln\left(1+\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}\right)}{\lambda}
t=ln⁡(1−40Art40Kt)λt=\frac{\ln\left(1-\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}\right)}{\lambda}

$$t=\frac{\ln\left(1+\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}\right)}{\lambda}$$

Explication

La méthode potassium-argon utilise le rapport entre l’argon 40 radiogénique et le potassium 40 restant dans la relation t=ln⁡(1+40Art40Kt)λt=\frac{\ln\left(1+\frac{^{40}Ar_t}{^{40}K_t}\right)}{\lambda}. Le signe positif et la position de la constante de désintégration sont nécessaires dans cette expression.

23. Quelle valeur de constante de désintégration faut-il utiliser dans le calcul de l’âge potassium-argon indiqué ?

λ=5,543×10−8 an−1\lambda=5{,}543\times10^{-8}\ \mathrm{an}^{-1}
λ=1,805×109 an−1\lambda=1{,}805\times10^{9}\ \mathrm{an}^{-1}
λ=5,543×10−10 an−1\lambda=5{,}543\times10^{-10}\ \mathrm{an}^{-1}
λ=5,543×1010 an−1\lambda=5{,}543\times10^{10}\ \mathrm{an}^{-1}

$$\lambda=5{,}543\times10^{-10}\ \mathrm{an}^{-1}$$

Explication

Le calcul potassium-argon utilise la constante λ=5,543×10−10 an−1\lambda=5{,}543\times10^{-10}\ \mathrm{an}^{-1}. Les autres valeurs modifient l’ordre de grandeur de la constante et ne correspondent pas à la donnée associée à cette méthode.

24. Quelle succession d’événements explique la fermeture de l’océan alpin et la formation du domaine alpin ?

La collision des continents européen et apulien, puis la subduction de la lithosphère océanique
La divergence des plaques eurasiatique et apulienne, puis l’ouverture d’un nouvel océan
La subduction de la plaque apulienne sous la plaque eurasiatique, puis la séparation des continents
La subduction de la plaque eurasiatique sous la plaque apulienne, puis la collision des continents

La subduction de la plaque eurasiatique sous la plaque apulienne, puis la collision des continents

Explication

La plaque eurasiatique s’est d’abord engagée en subduction sous la plaque apulienne, ce qui a fermé l’océan, puis les continents européen et apulien sont entrés en collision. La collision ne précède donc pas la disparition de la lithosphère océanique.

25. Que révèlent les ophiolites disposées en bande étroite au sein des Alpes ?

Elles indiquent la suture laissée par la fermeture d’un ancien domaine océanique
Elles signalent une zone récente d’ouverture entre deux continents alpins
Elles marquent une région où la plaque apulienne s’est éloignée de la plaque eurasiatique
Elles correspondent à des roches formées lors de la fusion des continents en collision

Elles indiquent la suture laissée par la fermeture d’un ancien domaine océanique

Explication

Les ophiolites constituent une suture alpine et témoignent de l’ancien domaine océanique fermé par subduction. Elles ne correspondent donc pas à une ouverture récente ni à un éloignement des plaques.

26. Dans quel contexte une chaîne de montagnes de collision se forme-t-elle ?

L’éloignement de deux plaques continentales épaissit leur croûte et forme une chaîne
La fermeture d’un océan rapproche deux continents, qui entrent ensuite en collision
La subduction d’un continent sous un autre produit directement une chaîne sans collision
La divergence de deux continents crée un océan, qui provoque ensuite leur rapprochement

La fermeture d’un océan rapproche deux continents, qui entrent ensuite en collision

Explication

Une chaîne de collision apparaît lorsque la subduction ferme un océan et rapproche deux lithosphères continentales qui finissent par se heurter. La divergence, au contraire, éloigne les continents et ne constitue pas le mécanisme décrit ici.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 52 flashcards sur Cycles orogéniques et dynamique alpine.

Qu'est-ce qu'un cycle orogénique ?

Un cycle orogénique alterne plusieurs phases géologiques liées aux montagnes.

Quelles phases alternent dans un cycle orogénique ?

Fracturation, ouverture océanique, subduction, collision continentale et érosion.

Quand s'est déroulé le cycle hercynien ?

Au Paléozoïque.

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