Annales gratuites Bac S : Convergence lithospherique et subduction

(8 points)

La convergence lithosphérique et ses effets

La convergence lithosphérique dans une zone de subduction est caractérisée notamment par une importante activité magmatique.

Expliquez comment le fonctionnement d'une zone de subduction au contact d'un continent a pour conséquence la formation d'un magma et comment celui-ci est à l'origine de deux types de roches magmatiques.

Votre exposé comportera une introduction et une conclusion, un texte structuré et un schéma bilan.

I - L'ANALYSE ET LES DIFFICULTES DU SUJET

a - Les thèmes et notions abordés

Le but du sujet est de montrer les conséquences de l'enfoncement de la plaque océanique lithosphérique sous une autre plaque lithosphérique. Cette dernière est le plus souvent continentale, mais elle peut être éventuellement de type océanique.

b - Les coups de pouce du sujet

L'analyse du sujet montre que celui-ci se restreint à l'étude du cas où la plaque océanique dense et de faible épaisseur plonge sous une plaque continentale relativement moins dense et beaucoup plus épaisse.

● Le premier coup de pouce du sujet est la limitation de celui-ci ;

● Le deuxième coup de pouce du sujet est qu'une partie de la réponse est énoncée dans le sujet. En effet, la lecture du sujet informe l'élève (qui ne saurait pas bien son cours ...) que la plongée de la croûte océanique entraîne la formation de magma ;

● Le troisième coup de pouce du sujet est de rappeler à l'élève que ce magma entraîne la formation de deux types de roches magmatiques (en l'occurrence, une plutonique et une volcanique) dont il aura à retrouver les noms.

c - Les difficultés du sujet

La principale difficulté du sujet est de penser à bien équilibrer sa réponse. Bien qu'il soit indispensable de parler de la subduction, il ne faut pas trop développer cette partie (que les élèves connaissent bien et la tentation de s'étendre leur sera grande).
Les efforts de rédaction doivent porter sur les conséquences de la formation d'un magma : c'est-à-dire la formation de deux roches magmatiques différentes l'une de texture grenue, l'autre de texture microlitique voire vitreuse.

II - LES REPONSES ATTENDUES

a - Le plan proposé

La présence de la conjonction de coordination au milieu du sujet ("...magma et comment celui-ci...") suggère l'utilisation d'un plan en deux parties :

Première partie : Formation d'un magma au niveau d'une zone de subduction.

Seconde partie : Formation de deux roches magmatiques.
                                1. Formation en profondeur d'une roche grenue.
                                2. Formation vers la surface d'une roche microlitique.

b - Le vocabulaire

Les mots clés du sujet sont les suivants : zone de subduction, plaque lithosphérique océanique de forte densité, plaque continentale, granite, roche de texture grenue, andésite, roche de texture microlitique, roche de texture vitreuse, pluton magmatique, roche plutonique, roche volcanique, conditions de métamorphisme (température et pression), milieu de densité.

c - Les schEmas

Premier schéma proposé :
Ce schéma est obligatoire et doit absolument figurer dans votre réponse.

Les deux schémas suivants sont plus accessoires.

Deuxième schéma proposé :

Granite vu au microscope polarisant.
Exemple de roche de texture grenue.

Troisième schéma proposé :

Exemple de roche de texture microlitique.

III - LES REPONSES DETAILLEES

Première partie : Formation d'un magma au niveau d'une zone de subduction.

Dans cette partie il faut expliquer que le mécanisme du tapis roulant du plancher océanique entraîne la poussée en profondeur de la plaque océanique froide lithosphérique de forte densité et de faible épaisseur sous la plaque continentale de densité inférieure et de grande épaisseur.
Vers 700km de profondeur, sous l'influence de la température et de la pression (métamorphisme de haute pression, métamorphisme d'enfouissement) la plaque océanique subit un métamorphisme.

Rappel : Le métamorphisme est l'ensemble des transformations que subit une roche à l'état solide sous l'influence de la température et de la pression.
La plaque océanique se déshydrate. L'eau monte alors dans le manteau lithosphérique chevauchant (c'est-à-dire continental).
Cela peut entraîner une fusion partielle de la lithosphère chevauchante, à l'origine de magmas.
Ce magma se trouve alors dans une zone de densité trop importante pour lui et commence sa remontée vers la surface. (Vous aurez insisté sur l'importance primordiale de la densité car elle est le moteur de la remontée vers la surface.)

Seconde partie : Formation de deux roches magmatiques.

Le magma remonte vers la surface et stoppe son ascension lorsqu'il rencontre un milieu de densité équivalente.
Deux cas se présentent alors :

● Si le magma s'arrête en profondeur, son refroidissement lent permet la formation de phénocristaux dans toutes les directions de l'espace et il en résulte une roche grenue (c'est-à-dire formée de "grains", de cristaux de taille approximativement équivalente), tel le granite ;

● Si le magma poursuit son ascension vers la surface, des phénocristaux prennent le temps de se former en profondeur (exemple des phénocristaux de feldspath plagioclase). L'accélération de la remontée dans la cheminée d'un volcan entraîne la formation de cristaux de taille plus petite appelés microlites ; les phénocristaux n'ayant plus le temps de se former. Les éléments chimiques, qui n'ont pas le temps de cristalliser, forment le verre ou matrice. Des trous éventuels indiquent la présence antérieure de gaz qui se sont échappés lors du refroidissement.
La présence de cristaux de taille différente et de microlites a donnée le nom de roche microlitique. Dans le cas d'une zone de subduction, c'est par exemple une andésite qui se forme.
Dans le cas extrême où la remontée du magma est très rapide, aucun cristal (même de petite taille) ne peut se former et l'ensemble des éléments chimiques qui ne peut alors cristalliser donne une roche vitreuse (exemple la pierre ponce où les traces de gaz abondent).