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Correction Sujet Partie 1 Pondichéry 2017 Organiser son devoir Une introduction

Correction Sujet Partie 1 Pondichéry 2017 Organiser son devoir Une introduction, un développement structuré et une conclusion sont attendus. • L’introduction doit permettre de définir les termes du sujet (ophiolites) et de poser la problématique. Pour cela, vous devez faire le lien entre la zone de formation de la lithosphère océanique et le fait de la retrouver en lambeaux au sommet des chaines de montagnes. Ce paradoxe va vous permettre de poser la problématique. Votre problématique sera de rechercher des indices géologiques dans les chaines de montagnes permettant d'expliquer comment au cours de l'orogenèse des morceaux de lithosphère océanique peuvent se retrouver en altitude. • Le développement se fera en trois parties :  vous devrez expliquer quels indices géologiques vous êtes censé trouver pour montrer l'existence d'un ancien océan ;  puis vous interpréterez des indices géologiques montrant que cet océan a disparu  enfin grâce à d'autres indices géologiques vous montrerez qu'au cours de la collision des lambeaux de lithosphère océanique sont piégés en altitude. Ces différents indices permettront de retracer un scénario de la formation d'une chaine de montagnes contenant des ophiolites en son sein. Il est demandé de réaliser un ou plusieurs schémas pour illustrer votre devoir. Ces schémas doivent reprendre les indices géologiques que vous étudiez. Si vous décidez de ne réaliser qu'un seul schéma, il faudra que celui-ci regroupe plusieurs indices correspondant aux différentes parties de votre devoir. Vous pouvez aussi en réaliser plusieurs (option privilégiée dans cette correction) afin d'illustrer les différents indices géologiques des trois parties du devoir. • La conclusion doit permettre de reprendre les différentes étapes du scénario de l’orogenèse afin d'expliquer la présence d'ophiolites au sein des chaines de montagnes. Introduction La lithosphère océanique se forme au fond des océans (2000 m de profondeur) dans un contexte tectonique de divergence, or on peut retrouver des lambeaux de cette ancienne lithosphère océanique que l'on peut retrouver à plus de 3000 m d'altitude dans les chaines de montagnes (contexte de convergence). Ces lambeaux d'ancienne lithosphère océanique retrouvés en altitude, sont alors appelés ophiolites. On peut alors se demander s'il existe au sein des chaînes de montagnes des indices géologiques permettant de retracer le scénario pouvant la formation d'une chaine de montagne là où autrefois il existait un océan. Les indices géologiques trouvés dans la chaîne de montagnes doivent nous permettre de montrer qu'un ancien océan était présent, puis qu'il a disparu et qu'enfin des lambeaux de cet ancien océan ont pu se retrouver en altitude. I- Les indices géologiques de la présence d'un ancien océan Avant la formation de la chaîne de montagnes, un ancien océan séparait deux masses continentales. On peut ainsi rechercher des indices géologiques permettant de valider cet argument. Ces indices peuvent être de différentes natures (structurales, pétrographiques, paléontologiques). I-1 Des marqueurs tectoniques d'une ancienne marge passive Dans certaines chaînes de montagnes (notamment les Alpes), il est possible de repérer un ensemble de failles d'inclinaison variable qui séparent des blocs de toutes tailles, plus ou moins basculés les uns par rapport aux autres. Ces failles normales sont les témoins de contraintes tectoniques en distension et sont caractéristiques de marges passives anciennes. I-2 Des marqueurs sédimentaires On peut retrouver au sein des chaînes de montagnes, des séries sédimentaires parfois très épaisses (plusieurs centaines de mètres). Elles sont souvent formées par l'alternance de couches épaisses de calcaires et de marnes contenant des fossiles marins (ammonites, bélemnites, ...). Ces roches ont une même origine marine, on peut alors interpréter leur présence comme la présence d'un ancien océan plus ou moins profond selon les endroits. I-3 Des marqueurs d'une ancienne lithosphère océanique : les ophiolites On peut retrouver au sein de la chaîne de montagnes, une série de roches superposées correspondant à : . des basaltes, à l'aspect en coussins très caractéristiques d'un refroidissement sous l'eau, situés au-dessus . des gabbros, situés en dessous. Ces deux roches basaltes et gabbros ayant subi un métamorphisme hydrothermal (durant la phase d'expansion de la lithosphère océanique) . des péridotites, à la base, aussi métamorphisées Cette association de roches est très inhabituelle au sein d'une croûte continentale car elle constitue la nature même de la lithosphère océanique. Ces roches sont donc les vestiges de l'ancien plancher d'un océan. Ces lambeaux de lithosphère océanique qui se retrouvent dans les chaînes de collision, sont appelés ophiolites. Les roches qui les constituent (péridotites, gabbros et basaltes) sont donc les vestiges d'une ancienne lithosphère océanique. Schéma d'une coupe montrant la superposition des roches de la lithosphère océanique II- Les indices géologiques de la disparition d'un ancien océan L'ancien océan s'est formé dans un contexte de divergence. Si les contraintes tectoniques dans la région changent avec un contexte de convergence, cet ancien océan va disparaitre. La lithosphère océanique est plus dense que la lithosphère continentale. Au cours de la convergence, la lithosphère océanique va donc entrer en subduction avec la lithosphère continentale. On peut alors trouver des indices dans la chaîne de montagnes permettant de valider cette disparition. À l’affleurement, on peut retrouver des roches comme des métagabbros à glaucophane et des éclogites. Ces roches sont des indices d’une subduction d’une lithosphère océanique aujourd’hui disparue. En effet, les métagabbros à glaucophane sont d’anciens gabbros métamorphisés. Or les gabbros sont des roches magmatiques composées de feldspath plagioclase et de pyroxène et sont caractéristiques de la croûte océanique ; or le glaucophane est un minéral qui se forme dans des conditions de moyenne température et de haute pression, donc à des profondeurs importantes (20 km). Quant aux éclogites, elles contiennent un minéral, le grenat, qui se forme dans des conditions de très fortes pressions, donc à très grande profondeur (50 km). Ces transformations minéralogiques qui se font à l’état solide témoignent d’un enfoncement d’une lithosphère océanique, froide et rigide, dans l’asthénosphère. Ces roches formées en profondeur peuvent se retrouver en surface au moment de la collision ou grâce à l’érosion. Donc si on retrouve dans la chaîne de montagnes, des roches du type métagabbros à glaucophane et/ou de l'éclogite alors on peut penser qu'un ancien domaine océanique était présent dans cette zone et qu'il a disparu par subduction. Schéma de la subduction de la LO sous la LC On a pu montrer grâce aux indices géologiques trouvés sur le terrain, la présence d'un ancien océan et sa disparition. Mais on souhaite montrer la présence d'ophiolites en surface au sein de la chaîne de montagnes. Quels indices géologiques permettent d'expliquer ce phénomène ? III- Les indices géologiques de la collision Dans le contexte de convergence, la disparition de l'ancien océan s'accompagne du rapprochement de deux masses continentales. Ce rapprochement va conduire à la collision de ces deux lithosphères continentales. Dans une zone de convergence, lorsque deux masses continentales entrent en collision, on doit pouvoir trouver en surface des indices de cet affrontement, c’est-à-dire des indices montrant que les roches ont subi des contraintes convergentes. On peut donc trouver des plis, des failles inverses, des chevauchements et éventuellement des nappes de charriage (si les chevauchements sont de grande ampleur). Toutes ces structures tectoniques sont des indices d’un raccourcissement et d’un épaississement des terrains sous les contraintes convergentes. Schéma des failles inverses Ainsi, la présence des ophiolites au sein des chaines de montagnes, nécessite que des lambeaux de cette ancienne lithosphère océanique aient échappé à la subduction et qu'au moment de la collision ces lambeaux ont pu être amenés par charriage (le long d'une faille inverse) en altitude. La présence de ces ophiolites en altitude dans les chaînes de montagnes correspond donc à des indices de convergence et de collision entre deux lithosphères continentales. Conclusion Les ophiolites sont les vestiges d'une ancienne lithosphère océanique que l'on peut retrouver à plus de 3000 m d'altitude dans les chaînes de collision. Afin expliquer leur présence à cette altitude alors que la lithosphère océanique se forme au fond des océans, il faut reconstituer le scénario suivant :  un ancien océan se trouvait à la place de la chaîne de montagnes actuelle ;  cet ancien océan a disparu en partie par subduction ;  au cours de la collision des deux masses continentales, une partie de la lithosphère océanique a échappé à la subduction et a été charrié en surface en altitude. Exercice Partie 2 Exercice-1 Comprendre le sujet Cet exercice ne demande pas de connaissances approfondies, seuls les mécanismes de l'évolution (dérive génétique et sélection naturelle) doivent être compris. Le document 1 permet de comprendre que le cri des chauves-souris est transmis génétiquement, sans phénomène d'apprentissage. Ce document permet de comprendre aussi le principe d'écholocation qui permet aux chauves-souris de se déplacer et de chasser. On apprend que le fait d'émettre un cri avec une fréquence élevée (cri très aigu) diminue fortement l'efficacité de l'écholocation ce qui est défavorable pour chasser les insectes. Le document 2 reprend les résultats d'une expérience montrant le comportement des femelles de rhinolophes de Mehely confrontées à des cris de différentes fréquences. On constate que ces femelles sont principalement attirées par les cris avec des fréquences élevées. Le document 3 permet de uploads/Geographie/ corrigecomplet-pondi2017.pdf