Fiche de révision : Dynamique de la lithosphère océanique

📋 Plan du Cours

1. Divergence et accrétion océanique
2. Caractéristiques des dorsales océaniques
3. Roches de la lithosphère océanique
4. Mesure des déplacements actuels
5. Reconstitution des déplacements passés
6. Vieillissement de la lithosphère océanique
7. Refroidissement et transfert thermique
8. Fusion partielle aux dorsales
9. Hydrothermalisme et serpentinisation
10. Méthode d’analyse scientifique
11. Création et déplacement océanique

📖 1. Divergence et accrétion océanique

🔑 Notions clés & Définitions

• Divergence : Mouvement d'écartement de deux plaques tectoniques.
• Accrétion océanique : Création de lithosphère océanique au niveau des dorsales.

📝 Points essentiels

• Au niveau d'une dorsale, les plaques s'écartent, le magma remonte depuis le manteau, refroidit et se solidifie, puis de nouvelles roches océaniques se forment.

💡 Astuce mémo

Écartement → remontée du magma → refroidissement → nouvelle lithosphère

📖 2. Caractéristiques des dorsales océaniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Dorsale océanique : Longue chaîne de montagnes sous-marines située à la limite de deux plaques divergentes.

★ À maîtriser

📌 Les dorsales lentes ont une vitesse d'expansion faible, un relief accidenté avec une vallée axiale souvent marquée et une activité magmatique moins continue, tandis que les dorsales rapides ont une vitesse élevée, un relief généralement plus régulier et une activité magmatique plus abondante et continue.

Compléments

• La dorsale médio-atlantique est un exemple de dorsale lente, tandis que la dorsale Est-pacifique est un exemple de dorsale rapide.

💡 Astuce mémo

Dorsale lente : relief accidenté ; dorsale rapide : relief plus régulier

📖 3. Roches de la lithosphère océanique

★ À maîtriser

• La lithosphère océanique comprend la croûte océanique et une partie du manteau supérieur rigide.

• Le basalte se forme en surface par refroidissement rapide de la lave et possède une texture microlitique.

• Le gabbro se forme en profondeur par refroidissement lent du magma et possède une texture grenue.

Compléments

• La péridotite est une roche grenue du manteau supérieur et en est la principale roche.

📌 Le basalte et le gabbro ont une composition minéralogique globalement comparable, mais des textures différentes.

💡 Astuce mémo

Basalte en surface, refroidi vite ; gabbro en profondeur, refroidi lentement

📖 4. Mesure des déplacements actuels

🔑 Notions clés & Définitions

• GPS géodésique : Mesure précise de la position de stations fixées sur les plaques tectoniques et suivi de leur déplacement au cours du temps.

★ À maîtriser

📌 Avec le GPS, deux stations qui s'éloignent indiquent une divergence, tandis que deux stations qui se rapprochent indiquent une convergence.

Compléments

• La vitesse de déplacement mesurée par GPS s'exprime généralement en cm/an.

• Les stations situées de part et d'autre de l'océan Atlantique s'éloignent, ce qui montre que l'océan s'agrandit.

📖 5. Reconstitution des déplacements passés

🔑 Notions clés & Définitions

• Paléomagnétisme : Trace de l'orientation du champ magnétique terrestre conservée par les minéraux magnétiques d'une roche volcanique lors de son refroidissement.
• Point chaud : Zone où du magma remonte depuis les profondeurs du manteau et provoque une activité volcanique.
• Foraminifères : Organismes marins microscopiques dont les coquilles peuvent se conserver dans les sédiments.

★ À maîtriser

• Au niveau des dorsales, des bandes de polarité normale et inversée alternent et sont disposées symétriquement de part et d'autre de la dorsale.

• La symétrie des anomalies magnétiques montre que la nouvelle lithosphère se forme à la dorsale puis s'écarte de chaque côté avec les plaques.

• 🔄 Le déplacement d'une plaque au-dessus d'un point chaud relativement fixe produit cette succession :

  1. Un volcan se forme au-dessus du point chaud.
  2. La plaque se déplace et le volcan s'éloigne de la zone active.
  3. Un nouveau volcan peut se former au-dessus du point chaud.
  4. Une chaîne de volcans d'âges différents apparaît.

• Les sédiments les plus proches de la dorsale sont généralement les plus jeunes, tandis que les sédiments plus éloignés sont plus anciens.

Compléments

• La polarité du champ magnétique terrestre peut s'inverser au cours du temps.

📌 Une anomalie magnétique correspond à une différence entre le magnétisme enregistré dans les roches et le champ magnétique actuel, et n'est pas nécessairement une anomalie de température.

• Les volcans les plus éloignés du point chaud actif sont généralement les plus anciens, et leur alignement permet de reconstituer le sens du déplacement de la plaque et d'estimer sa vitesse.

• Pour étudier l'âge du plancher océanique, on prélève des sédiments, on identifie les microfossiles présents, on détermine leur âge grâce aux espèces caractéristiques de certaines périodes, puis on compare l'âge des sédiments à leur distance par rapport à la dorsale.

📖 6. Vieillissement de la lithosphère océanique

★ À maîtriser

• En s'éloignant de la dorsale, la lithosphère perd de la chaleur, la limite lithosphère-asthénosphère s'enfonce, la lithosphère s'épaissit et sa densité moyenne augmente, tandis que le plancher océanique s'enfonce progressivement.

• Plus la lithosphère océanique est éloignée de la dorsale, plus elle est généralement âgée, froide, épaisse et dense.

Compléments

• À la dorsale, la lithosphère océanique vient de se former, est chaude et relativement mince, le manteau chaud est proche de la surface et le flux thermique est élevé.

📌 Une lithosphère océanique devenue froide, épaisse et dense peut finir par entrer en subduction si les conditions tectoniques le permettent.

💡 Astuce mémo

Éloignement de la dorsale → refroidissement, épaississement et densification

📖 7. Refroidissement et transfert thermique

🔑 Notions clés & Définitions

• Flux thermique : Quantité de chaleur traversant une unité de surface par unité de temps.

★ À maîtriser

• Le flux thermique est élevé au niveau d'une dorsale, car les roches sont chaudes et le magma remonte vers la surface.

📌 La conduction transfère la chaleur de proche en proche sans déplacement global de matière, tandis que la convection transporte la chaleur par déplacement de matière, notamment dans le manteau ductile.

Compléments

• En s'éloignant de la dorsale, les roches refroidissent et le flux thermique diminue généralement.

• La lithosphère océanique se refroidit principalement par conduction, tandis que la convection mantellique participe au transfert de chaleur à l'intérieur de la Terre.

💡 Astuce mémo

Conduction sans déplacement global de matière ; convection avec déplacement de matière

📖 8. Fusion partielle aux dorsales

🔑 Notions clés & Définitions

• Fusion partielle : Fusion d'une partie seulement d'une roche, qui produit du magma tandis qu'une autre partie de la roche reste solide.
• Solidus : Température à partir de laquelle une roche commence à fondre dans des conditions de pression données.
• Liquidus : Température au-dessus de laquelle une roche est entièrement liquide.

★ À maîtriser

• Le magma qui alimente les dorsales provient de la fusion partielle des péridotites du manteau supérieur.

• À une dorsale, le manteau chaud remonte, la pression diminue alors que la température reste suffisamment élevée, la péridotite fond partiellement et le magma produit remonte pour participer à la formation de la croûte océanique.

Compléments

• Entre le solidus et le liquidus, la roche est partiellement fondue et contient à la fois des cristaux solides et du liquide magmatique.

💡 Astuce mémo

Remontée du manteau → baisse de pression → fusion partielle → magma

📖 9. Hydrothermalisme et serpentinisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Serpentinisation : Transformation de la péridotite par hydratation, avec formation notamment de serpentine et de serpentinite.
• Hydrothermalisme : Circulation d'eau chauffée dans les roches, accompagnée d'échanges chimiques entre l'eau et les roches.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le parcours de l'eau de mer suit ces étapes :
  1. L'eau de mer s'infiltre dans les fractures de la lithosphère océanique
  2. L'eau se réchauffe au contact des roches chaudes
  3. L'eau circule en profondeur
  4. L'eau ressort

📌 La fusion partielle produit du magma, tandis que l'hydrothermalisme transforme les roches par circulation d'eau et réactions chimiques.

💡 Astuce mémo

Infiltration, réchauffement, réactions chimiques, transformation de la péridotite

📖 10. Méthode d’analyse scientifique

📝 Points essentiels

• 🔄 L'analyse suit quatre étapes :

  1. Observer les données importantes
  2. Décrire les résultats avec des valeurs précises lorsque c'est possible
  3. Interpréter les observations grâce aux connaissances du cours
  4. Rédiger une conclusion répondant à la problématique et reliant les preuves

• Dans un exercice sur la mobilité des plaques, les mesures GPS montrent leur écartement de part et d'autre des dorsales, tandis que la symétrie des anomalies magnétiques et l'augmentation de l'âge des roches et des sédiments avec la distance à la dorsale confirment la formation puis l'éloignement progressif de la lithosphère océanique.

💡 Astuce mémo

Observer → décrire → interpréter → conclure

📖 11. Création et déplacement océanique

★ À maîtriser

• 🔄 Le mécanisme de formation et d'évolution suit cet ordre :
  1. Le manteau chaud remonte
  2. La pression diminue et provoque une fusion partielle
  3. Le magma remonte et forme des roches
  4. Une nouvelle lithosphère océanique se crée à la dorsale
  5. La lithosphère s'éloigne, se refroidit et s'épaissit

Compléments

• Les preuves complémentaires de la mobilité des plaques sont :
  • Les mesures GPS
  • Les anomalies magnétiques
  • Les points chauds
  • L'âge des sédiments

💡 Astuce mémo

Remontée → décompression et fusion → magma et roches → accrétion → éloignement et refroidissement

📊 Tableaux de synthèse

Dorsales lentes et rapides

Roches de la lithosphère océanique