QCM : Dynamique de la lithosphère (35 questions)

Explication

À une dorsale lente, la divergence et le magmatisme discontinu produisent souvent une croûte moins épaisse, où basalte et gabbro sont présents en proportions très variables. Une proportion constante, la péridotite mantellique ou l’absence systématique de gabbro ne décrivent pas cette caractéristique.

Explication

Le Moho se situe vers 45 à 50 km de profondeur sous les Pyrénées, contre environ 30 km sous une croûte normale et jusqu’à 70 km sous l’Himalaya. La valeur de 30 km confond les contextes, 70 km correspond à l’Himalaya, et une profondeur du Moho n’est pas en soi une mesure de l’épaisseur crustale.

Explication

Dans une faille inverse, le compartiment supérieur remonte, rapprochant les blocs : la déformation raccourcit horizontalement et épaissit verticalement l’ensemble. Une faille normale correspond à un compartiment supérieur descendant et à un étirement ; un pli est une déformation souple, non une cassure.

Explication

L’âge croissant des fonds en s’éloignant de la dorsale, de part et d’autre, confirme que la croûte océanique se forme à l’axe puis s’écarte, ce qui témoigne de l’expansion et de la divergence. L’interprétation par une formation lointaine inverse le sens du phénomène, l’âge uniforme contredit la répartition observée et un écartement d’un seul côté ne rend pas compte des deux côtés.

Explication

Ces structures traduisent un raccourcissement horizontal caractéristique des contextes de convergence. L’étirement et l’extension relèvent de contextes divergents ; l’épaississement vertical peut accompagner certaines déformations, mais ce n’est pas le trait commun formulé pour ces structures.

Explication

En s’éloignant de la dorsale, le gabbro devient d’abord un métagabbro à hornblende, puis un schiste vert à chlorite et actinote. L’inversion des stades place le schiste vert trop tôt, la péridotite serpentinisée concerne le manteau et l’omettre fait disparaître la transformation finale.

Explication

Le gabbro R1 se caractérise par le plagioclase et le pyroxène, tandis que la chlorite de R2 indique une transformation métamorphique en métagabbro. Attribuer les minéraux transformés à R1 inverse les identifications, et la péridotite serpentinisée relève du manteau.

Explication

Le plan de Wadati-Benioff est le plan incliné défini par la distribution des foyers sismiques dans une zone de subduction. La fosse est un relief de surface, la dorsale correspond à une zone d’écartement et l’arc volcanique désigne l’alignement des volcans.

Explication

La plaque océanique qui s’enfonce est froide, rigide et cassante, ce qui rend compte des marqueurs thermiques et sismiques, alors que l’asthénosphère est ductile. La réponse qui inverse ces propriétés confond les deux milieux; les autres attribuent à tort la ductilité ou la cassance à la mauvaise partie.

Explication

Dans une zone de subduction, le flux géothermique est minimal à l’aplomb de la fosse et plus élevé dans les arcs volcaniques qui la bordent souvent. Placer le minimum dans l’arc inverse cette signature; une dorsale est associée à un flux maximal, et la comparaison continent-océan ne décrit pas ce contraste local.

Explication

Le métamorphisme hydrothermal est une transformation minéralogique causée par la circulation d’eau de mer chaude à basse pression et basse température. Le métamorphisme au sens large n’est pas nécessairement lié à des fluides, tandis que la fusion et la cristallisation impliquent un magma.

Explication

Un magma riche en silice est visqueux : sa remontée lente empêche les gaz, principalement la vapeur d’eau, de s’échapper et entraîne des explosions. La remontée rapide et la libération des gaz contredisent ce mécanisme; la cristallisation profonde ne constitue pas l’explication donnée, et la rétention des gaz favorise les explosions plutôt que de les empêcher.

Explication

L’andésite et la diorite ont la même composition chimique, tout comme la rhyolite et le granite. Associer l’andésite au granite ou la rhyolite à la diorite mélange les deux paires; associer les roches volcaniques entre elles ou répéter la diorite ne respecte pas les équivalences.

Explication

La remontée convective rapide limite les échanges thermiques, de sorte que la température de la péridotite varie peu tandis que la pression diminue; elle finit ainsi par franchir le solidus. Une forte hausse de température ou l’atteinte du liquidus ne correspond pas au mécanisme décrit, et la pression diminue plutôt qu’elle n’augmente.

Explication

L’eau de mer infiltrée dans les failles se réchauffe en profondeur, remonte et est expulsée par des cheminées appelées fumeurs noirs. Une chambre contient du magma, une faille est une fracture et une coulée basaltique est une roche volcanique.

Explication

La convergence provoque un raccourcissement horizontal qui déforme les roches et entraîne un épaississement vertical de la croûte continentale. L’étirement horizontal inverse la contrainte, le raccourcissement vertical inverse son orientation, et l’amincissement contredit l’effet décrit.

Explication

Lorsqu’un basalte formé en période inverse s’oppose au champ actuel, son aimantation le diminue : le champ mesuré est inférieur à la moyenne et l’anomalie est négative. Une anomalie positive renforce le champ; les deux autres choix associent un nom d’anomalie à l’effet opposé.

Explication

Le poids de la lithosphère océanique froide et dense qui s’enfonce entraîne le reste de la plaque : la traction du panneau plongeant est le moteur principal. La remontée mantellique et la formation de lithosphère à la dorsale sont des phénomènes associés, tandis que la flottabilité ne décrit pas cette traction descendante.

Explication

Plus dense que l’asthénosphère, la lithosphère est en déséquilibre gravitaire et peut plonger : cette situation rend possible la subduction. La remontée contredit le déséquilibre, tandis que l’impossibilité de subduction et la fusion sur place ne constituent pas la condition décrite.

Explication

La traction du panneau plongeant provoque l’écartement des plaques aux dorsales; le manteau y remonte passivement et la dorsale n’est pas le moteur. L’interprétation qui fait de la dorsale ou de la remontée le moteur inverse ce lien causal, tandis que la convergence contredit l’écartement décrit.

Explication

La disparition totale de la lithosphère océanique peut conduire à la collision de deux plaques continentales de densité identique et à la formation d’une chaîne de montagnes. L’ouverture d’un rift relève de l’extension, la subduction océanique ne peut se poursuivre après la disparition de l’océan, et une différence de densité n’est pas le mécanisme indiqué.

Explication

La lithosphère réunit la croûte et la partie supérieure du manteau, et forme l’enveloppe rigide et cassante. L’asthénosphère est ductile, la croûte seule ne comprend pas le manteau supérieur, et le manteau inférieur n’est pas inclus dans cette définition.

Explication

Les balises GPS suivies par satellites donnent en temps réel le sens et la vitesse des déplacements, avec une précision de l’ordre du millimètre. Les forages et les âges océaniques sont des indices géologiques indirects, tandis que les anomalies magnétiques renseignent sur l’aimantation et l’expansion océanique.

Explication

Le paléomagnétisme est l’aimantation acquise par les minéraux riches en fer lors du refroidissement, dans la direction du champ terrestre de l’époque, puis conservée dans la roche. Le champ actuel n’est pas l’aimantation mémorisée, l’inversion est un changement de polarité, et la cristallisation désigne la formation des minéraux.

Explication

La libération d’énergie interne est particulièrement importante aux dorsales, où le flux géothermique surfacique atteint son maximum. Les arcs volcaniques ont un flux plus élevé que les fosses, mais ils ne définissent pas le maximum indiqué ici; la fosse correspond à un minimum, et le flux est plus important dans les océans que dans les continents.

Explication

Les dorsales rapides se reconnaissent par un bombement du plancher océanique et une expansion supérieure à 10 cm/an; les deux indices du cas concordent. Une dorsale lente ne répond pas au critère de vitesse, tandis qu’une fosse et une plaine abyssale ne désignent pas ce type de dorsale.

Explication

Avec l’éloignement de la dorsale, le refroidissement abaisse l’isotherme 1 300 °C et rend rigide une part accrue du manteau, qui s’épaissit ; la densité moyenne augmente. La croûte ne s’épaissit pas dans cette évolution, et ni l’isotherme ni la densité ne varient dans le sens proposé par les distracteurs.

Explication

La flexion de la plaque plongeante produit une fosse océanique, tandis que les zones de subduction présentent aussi des alignements de volcans explosifs. L’accumulation sédimentaire n’explique pas ici la fosse, les volcans effusifs ne correspondent pas au marqueur indiqué et l’écartement des plaques décrit une divergence.

Explication

L’augmentation de pression, malgré le faible réchauffement de la plaque froide, déstabilise les minéraux hydroxylés, qui libèrent leur eau au cours de transformations métamorphiques. L’absorption d’eau inverse le bilan décrit, tandis que la stabilisation ou une baisse de pression contredit les conditions données.

Explication

La limite lithosphère-asthénosphère est thermique : elle correspond à l’isotherme de 1 300 °C, même si les deux enveloppes sont constituées de péridotite. Le changement de roche et la limite croûte-manteau confondent des frontières différentes; une rencontre entre plaques n’est pas cette limite interne.

Explication

Une expansion de 1 à 5 cm/an, un rift axial effondré et une faible activité magmatique caractérisent une dorsale lente. Une dorsale rapide a une expansion plus forte, une fosse relève de la subduction et les failles du rift sont normales.

Explication

Un refroidissement lent en profondeur forme un gabbro plutonique à texture grenue, tandis qu’un refroidissement rapide en surface forme un basalte volcanique à texture microlitique. Les autres associations inversent les roches ou les textures caractéristiques des deux contextes.

Explication

Les dorsales océaniques sont associées à la divergence des plaques. La subduction et les chaînes de montagnes relèvent de la convergence, tandis que les failles transformantes sont associées au coulissage; la collision est un contexte de convergence.

Explication

L’eau abaisse les conditions de fusion de la péridotite : lorsque le géotherme de subduction recoupe son domaine de fusion, elle fond partiellement et produit un magma à l’origine du volcanisme explosif. La péridotite sèche ne suit pas ce mécanisme, la fusion est partielle et le volcanisme associé est explosif.

Explication

La croûte océanique, épaisse de 6 à 8 km, comprend des basaltes au-dessus des gabbros et repose sur le manteau lithosphérique constitué de péridotite. Placer les gabbros au-dessus des basaltes inverse les couches, et les deux autres propositions déplacent la péridotite ou le basalte dans la mauvaise partie de la structure.