Pb I- Comment expliquer la disparition des chaines de montagnes ?

 

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I- APLANISSEMENT DES CHAINES DE MONTAGNES :

1- les massifs montagneux en France : TP 1,  TP- 8 et Q 1 p 2011

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Bilan :

• Il y a des différences importantes entre les  grands massifs montagneux en France.
• Les Massif armoricain et Massif central), les sommets sont relativement aplanis, formant des collines.
• Les Pyrénées et Alpes), ont des sommets en forme de pics abrupts avec des altitudes élevées.

 

2-Evaluation de la vitesse de disparition des chaînes de montagnes : TP- 8 et q2p211

Doc. 2 :

• La thermochronologie permet de reconstituer l’histoire thermique de certains minéraux, c’est-à-dire de déterminer les moments où ces minéraux (l’apatite par exemple) ont franchi les isothermes 110 °C et 60 °C au cours de leur remontée vers la surface du fait de l’érosion.
• La hauteur de roches entre les deux isothermes est assimilée à la hauteur de roches déblayée en surface pendant le même temps. Une vitesse d’érosion peut donc être déduite.
• 3 :
• Dans les Alpes centrales, on trouve une vitesse d’érosion de 63 cm pour 1 000 ans soit 630 mètres pour 1 Ma. Dans l’Himalaya, les vitesses d’érosion calculées sont d’environ 1 000 mètres pour 1 Ma. À ces vitesses-là, une chaîne de montagnes serait aplanie en quelques millions d’années.
• Or, on constate sur le graphique qu’environ 90 millions d’années sont nécessaires pour aplanir une chaîne de montagnes.
• Un phénomène ralentit l’aplanissement et permet la remontée de roches profondes (une épaisseur de 20 à 25 km de roches pouvant être enlevée en quelques millions d’années !).
• Cependant, le magma s’est formé plus profondément avant de remonter et de lentement cristalliser.

 

Conclusion sur la thermochronologie TD DIAPORAMA:

• Les techniques de géochronologie associées à la connaissance des températures de cristallisation des minéraux et du gradient géothermique possible de l’époque, permettent de déterminer l’âge et la profondeur de cristallisation d’un magma.
• la thermochronologie permet d’estimer une vitesse d’expansion.
• les vitesses d’érosion trouvées ne sont pas en correspondance avec l’évolution de l’altitude d’une chaîne de montagne au cours du temps.

Bilan :

• Les massifs formés à l’ère Primaire sont moins haut que les massifs plus récents.
• Plus une chaîne de montagnes est anciennes moins elle est haute.
• Le temps nécessaire pour qu’une chaîne de montagnes s’aplanisse est d’environ 90 Ma.
• Deux phénomènes semblent s’opposer : l’érosion qui enlève des matériaux en surface et une remontée de roches profondes qui ralentit l’aplanissement.

 

3-les roches à l’affleurement dans les  chaînes de montagne :

 Comparaison des roches à l’affleurement dans les chaînes de montagnes

Bilan :

• Au niveau des anciens massifs une importante quantité de roches formées en profondeur, affleure en surface. ( roches plutoniques : granite et granodiorite, , roches métamorphiques gneiss, schistes)
• Aussitôt après la formation des reliefs leurs parties superficielles sont érodées.

Pb II: Comment s’effectue l’altération et l’érosion des roches ?

II- L’ALTERATION DES ROCHES ET L’EROSION DES RELIEFS :  TP- 8

Doc. 1 : p213

• Les agents responsables de la désagrégation mécanique des roches sont :
  • les alternances gel-dégel, avec une augmentation du volume de l’eau solide è fracturation des roches ;
  • les variations brutales de températures, en particulier pour des roches composées de minéraux n’ayant pas le même coefficient de dilatation ;
  • l’action des glaciers èune forte pression sur les roches au cours de leur déplacement ;
  • le développement des racines è l’agrandissement des fissures èl’altération chimique.

Doc. 2 :p213

• Les ions H⁺ de l’eau èla mise en solution de cations situés dans les minéraux tels que les micas ou les feldspaths. Ainsi, leur structure est modifiée et de nouveaux se forment (minéraux argileux).

Doc. 3 : p213

• Les cations solubles, évacués vers les océansè roches calcaires dans le cas du Ca⁺⁺ par exemple.
• Les cations précipitants èdes roches des gisements métallifères.
• Les oxyanions solubles è la formation de carbonates ou de phosphates par exemple.

 

Doc. 1, 2 et 3  p213

• L’eau intervient dans l’altération physique (passage de l’état liquide à l’état solide au sein des fissures) ainsi que par l’action des glaciers.
• Le processus d’hydrolyse reste la principale réaction chimique èla destruction des minéraux.
• Les ions mis en solution sont ensuite lessivés ou non en fonction de leur potentiel ionique.

On distingue deux types d’altération : l’altération physique et l’altération chimique.

1- l’altération physique des roches ( TP2)

Les agents de l’altération physique sont :

• L’écart de T° (è dilatation thermique des roches)
• Le gel et le dégel (è fracture et microfacture )
• Les glaciers
• Les végétaux (pression et secrétions racines ou de l’humus)
• L’eau courante

2- l’altération chimique des roches ( TP2)

• La principale réaction chimique d’altération est l’hydrolyse.
• Minéral d’origine + eau → minéral naturellement formé + solution de lessivage.

 

Pb : Quel est le devenir des produits de l’altération ?

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3. Le transport des éléments par les cours d’eau

Les mesures de flux sédimentaires permettent d’estimer le volume de roches enlevé aux continents.

DM :

Quel est le débit et  la quantité de matière transporté ? ( sables, graviers, matière en suspension):

– les 5 plus importants dans le monde,

– les 5 plus importants en France,

Doc. 1 et 2 : p 214

• Les produits de l’altération des roches sont transportés dans les cours d’eau :
  • en suspension ou en solution pour les fines particules.
  • en roulant ou en glissant au fond de l’eau pour les particules de grande taille.
  • lors de crues pour les blocs.
• La mesure de la charge sédimentaire d’un cours d’eau permet d’estimer la quantité de matière enlevée à ce massif au niveau du bassin fluvial.
• La superficie du bassin étant connue, un bilan d’érosion peut être déterminé pour ce bassin.

Doc. 4 : p 215

• Les vitesses d’érosion les plus élevées concernent les bassins de chaînes actives :
  • pour l’Himalaya, les bassins du Brahmapoutre, du Gange et de l’Irrawaddy,
  • pour la cordillère des Andes, le bassin du Magdalena
  • pour les Alpes, le bassin du Rhône.

Doc. 1 à 4 : 214-215

• Altération et érosion mobilisent une grande quantité de matériaux rocheux qui sont ensuite transportés et déposés dans des bassins.
• Les mesures de flux sédimentaires è d’estimer le volume de roches enlevé aux continents.
• Une vitesse d’érosion globale peut donc être estimée : elle avoisinerait 100 à 150 mm par millier d’années.

 

Bilan :

• Les produits issus de l’altération sont transportés en suspension et en solution le plus souvent par les cours d’eau.
• Ainsi, les reliefs diminuent au cours du temps.

4-. Le dépôt des produits de l’érosion dans les bassins sédimentaires

Bilan :

• Les matériaux issus de l’érosion se déposent ensuite dans des bassins sédimentaires.
• Une vitesse d’érosion globale peut donc être estimée : elle avoisinerait 100 à 150 mm par millier d’années.
• Après leur transport à des endroits plus ou moins éloignés, les produits d’érosion sont déposés (sédimentation)

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Pb III : quels sont les phénomènes tectoniques participants à la disparition des reliefs ?

III- LES PHENOMENES TECTONIQUES PARTICIPANTS A LA DISPARITION DES RELIEFS :  TD Diaporama

Pb III-A :Comment pallier aux déséquilibres isostatiques causés par l’érosion et donc la disparition des reliefs?

1. Les réajustements isostatiques  TP 1

Doc. 1 : 216

 Les techniques de géochronologie associées à la connaissance des températures

• de cristallisation des minéraux et du gradient géothermique possible de l’époque, permettent de déterminer l’âge et la profondeur de cristallisation d’un magma.
• Cependant, le magma s’est formé plus profondément avant de remonter et de lentement cristalliser.
• La profondeur de formation du magma n’est donc pas connue par la technique d’étude des granites.

Doc. 2 : 216

• Ce modèle permet de constater que le rebond isostatique est maximal dans la zone interne des Alpes.
• c’est-à-dire la zone où l’érosion est la plus importante du fait de la hauteur des reliefs.
• En s’éloignant de la zone interne, les reliefs sont moins élevés, l’érosion est donc moins importante et le rebond isostatique diminue.

Doc.3 à 4 : 217

• L’isostasie permet la remontée de roches profondes et la disparition de la racine crustale au cours des temps géologiques.

Doc. 1 :  218-219

• Les failles actives dans la zone interne des Alpes sont normales avec, pour certaines une composante décrochante.

Doc. 2 :  218-219

• Les mesures géodésiques indiquent une extension est-ouest de la partie centrale des Alpes occidentales, avec l’éloignement de Lyon et de Turin d’environ 0,5 mm/an.
• Les données sismotectoniques montrent aussi une extension est-ouest de la zone interne des Alpes.

Doc. 1, 2 et 3 :  218-219

• Une tectonique en extension au coeur des Alpes entraîne un étirement est-ouest de la chaîne.
• Cet « effondrement » de la chaîne sous l’effet du poids des reliefs participe donc à l’aplanissement de la chaîne.

 

Bilan :

• L’érosion enlève du matériel continental en surface ce qui allège la masse rocheuse continentale.
• L’extension constatée dans les chaînes de montagnes vers la fin de la phase de compression a pour conséquence un « effondrement » de la chaîne.
• Afin de conserver l’équilibre isostatique, une remontée de croûte continentale profonde se produit, on parle de rebond isostatique.
• Ainsi, avec l’aplanissement progressif de la chaîne de montagnes, des roches plutoniques montent en surface.
• L’observation d’indices d’extension (Failles normales dans sa partie centrale) indique un « effondrement » desous l’effet du poids des reliefs.
• Ce phénomène participe à l’aplanissement de la chaîne de montagnes.

 

Pb III-B : Comment s’effectue le recyclage de la lithosphère continentale ?

2. le recyclage de la lithosphère continentale TD Diaporama

Bilan :

Des phénomènes tectoniques participent en plus de l’altération et l’érosion des reliefs à leur aplanissement.

L’ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un recyclage de la croûte continentale.