Contenu

sciences de la vie et de la Terre

Recherche simple Vous recherchez ...

espace pédagogique > disciplines du second degré > svt > enseignement > ressources pédagogiques

évolution de la lithosphère océanique

mis à jour le 20/06/2008


evolution de la lithosphère

Un formulaire interactif permet de suivre l'évolution de l'épaisseur, de la masse volumique, du géotherme et de la composition minéralogique de la lithosphère océanique. Par comparaison avec la masse volumique de l'asthénosphère, on débouche sur la notion de "moteur " de la subduction.

mots clés : métamorphisme, subduction, lithosphère océanique, hydratation, Tice, simulation, tutoriel


Untitled Document

La lithosphère océanique se modifie lorsqu'on s'éloigne de l'axe de la dorsale

 

1) La masse volumique de la lithosphère océanique varie lorsqu'on s'éloigne de la dorsale

Du fait de l'abaissement de l'isotherme 1200°C (dû au refroisissement) , la lithosphère océanique s'épaissit lorsqu'on s'éloigne de la dorsale (l'épaisseur de la croûte est constante, seule varie, l'épaisseur du manteau océanique). Les géophysiciens ont montré de manière empirique, que l'épaisseur de la lithosphère océanique pouvait s'exprimer sous la forme :

D'autre part, des observations pétrographiques ont montré que la croûte océanique était formée comme l'indique le schéma ci-dessous :

Pour calculer la masse volumique de la lithosphère, il suffit de considérer une section de lithosphère ayant une forme d'un parallépipède de 1 m2 de section et dans ce cas, le calcul d'une masse volumique "moyenne" peut s'écrire :

(Epaisseur de croûte océanique(en m) * masse volumique de la croûte océanique + Epaisseur du manteau océanique * Masse volumique du manteau océanique) / Epaisseur de la lithosphère

Masse volumique de la croûte océanique : 2850 kg/m3

Masse volumique du manteau océanique : 3300 kg/m3

Exemple :

Pour une épaisseur de lithosphère de 50 km ( la croûte a une épaisseur de 5 km et le manteau océanique 45 km) : (5000 * 2850 + 45000 * 3300) / 50000 = 3255 kg/m3

L'évaluation du géotherme est donnée par la formule (en considérant le géotherme constant sur toute l'épaisseur de la lithosphère) :

1200 (température à la limite de l'asthénosphère) / Epaisseur de la lithosphère

Exemple : Pour une épaisseur de lithosphère de 50 km : (1200 / 50 ) = 24°C/km

 

Le tableau ci-dessous effectue les calculs, il vous suffit d'indiquer l'épaisseur de la croûte, les masses volumiques, la vitesse de fonctionnnement de "votre dorsale"; pour n'importe quelle distance à l'axe de la dorsale, le calcul s'effectue, il est alors possible de connaître à cette distance, l'âge de la lithosphère, son épaisseur, la masse volumique moyenne et la valeur du géotherme.

 

Vitesse de l'expansion océanique en cm/an Epaisseur de la croûte océanique (en km) :
Distance à la dorsale en km Masse volumique de la croûte océanique (en kg/m3/1000) :
Age de la lithosphère océanique en millions d'années : Masse volumique du manteau lithosphérique (en kg/m3/1000) :
    Masse volumique de l'asthénosphère (en kg/m3/1000) :
Epaisseur de la lithosphère océanique en km (profondeur de l'isotherme 1200°C) Gradient géothermique moyen (en °C par km) :
Epaisseur du manteau lithosphérique en km :

Masse volumique de la lithosphère océanique=

Script©JPLeclerc2003-2008 Seules les zones de texte brunes sont modifiables, le point est le séparateur décimal; les autres sont calculées.

Activités possibles :

Réaliser une coupe perpendiculaire à une dorsale océanique et d'une longueur de 4000km. On admet que la dorsale est centrée et qu'elle fonctionne de la même manière (à la même vitesse) de part et d'autre de son axe. .

  • Réaliser une coupe sur laquelle sera précisée les épaisseurs de la croûte océanique et du manteau océanique.
  • Colorer en rouge les parties de lithosphère dont la masse volumique est supérieure ou égale à celle de l'asthénosphère.
  • Que se passe-t-il pour ces parties de lithosphères colorées?
  • Emettre une hypothèse sur un "moteur" susceptible d'être responsable de la distension océanique.

2) La composition minéralogique de la croûte océanique varie lorsqu'on s'éloigne de l'axe de la dorsale.

Des transformations minéralogiques affectent la croûte océanique lorsqu'on s'éloigne de l'axe de la dorsale par refroidissement et par hydratation, ces transformations dépendent de la pression ( donc de la profondeur) et de la température. Le diagramme Pression-Température ci dessous a été obtenu en laboratoire, il permet d'expliquer comment les assemblages de minéraux formant les roches de la lithosphère océanique ont pu évoluer en fonction de l'éloignement de l'axe de la dorsale et de la profondeur où elles se trouvent.

 

Distance à l'axe de la dorsale en km
Epaisseur de la croûte océanique en km
Gradient géothermique en °C/km

A cette distance de l'axe de la dorsale, la croûte océanique est formée des minéraux (en présence d'eau):

Plagioclases +

Profondeur en km
Température en °C
Script ©JPLeclerc2003-2008 Seules les zones de texte brunes sont modifiables, le point est le séparateur décimal; les autres sont modifiables.

 

 

 

 
auteur(s) :

Jean-Pierre Leclerc, professeur de SVT au lycée François Truffaut de Challans, professeur de SVT au lycée François Truffaut de Challans

information(s) pédagogique(s)

niveau : 1ère S, Terminale S

type pédagogique : logiciel, didacticiel, exercice, travaux pratiques

public visé : enseignant, élève

contexte d'usage : atelier, classe, salle multimedia

référence aux programmes :

Structure, composition et dynamique de la Terre
La convergence lithosphérique et ses effets

La tectonique des plaques : l'histoire d'un modèle

La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes.

ressource(s) principale(s)

magmawin formation et évolution de la lithosphère océanique 24/06/2008
Cette activité permet d'envisager l'utilisation du logiciel  "Magma" (version "Windows" 2008) pour la génèse du magma basaltique obtenu par fusion partielle de la péridoti ...
péridotite, fusion partielle, magma basaltique, lithosphère océanique, géotherme, dorsale, tice, magmawin, simulation, tutoriel Leclerc Jean-Pierre

haut de page

sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes