Activité 1 :  Identifier les limites de plaques 

Ce que je dois savoir : 

Les séismes se concentrent le long de zones étroites et accidentées, délimitant des plaques lithosphériques rigides. la datation et les déplacements passés des roches de la croûte océanique, peut-être déterminé en utilisant deux méthodes : l’analyse des anomalies magnétiques enregistrées dans les basaltes et la datation des sédiments océaniques au contact du basalte. 

Ces données permettent de calculer la vitesse d’accrétion des plaques océaniques, qui est cohérente avec les mesures modernes par géodésie spatiale, notamment le GPS. 

Enfin, le mouvement relatif des plaques dans le passé peut être reconstitué à partir d’indices géologiques comme les alignements volcaniques, issus du déplacement d’une plaque au-dessus d’un point chaud considéré fixe, ce qui permet de connaître la direction et la vitesse historiques des plaques. 

Activité 2 : structure et fonctionnement des dorsales lentes et rapide. 

Ce que je dois savoir : 

La divergence des plaques conduit, après la fracturation d'un domaine continental, à la mise en place d'une lithosphère océanique qui va s'accroître au cours du temps. 

Les études océanographiques menées depuis des décennies montrent que la surface de cette lithosphère, est très hétérogène. 

En effet, les dorsales rapides sont caractérisées par la succession de gabbros et de basaltes dans la croûte, tandis qu'au niveau des dorsales lentes, le manteau constitue le plancher océanique. 

Sous les dorsales rapides, la croûte océanique est constituée de gabbros, surmontés de basaltes en filons et en coussins. Dans ces contextes d'accrétion océanique rapide, ce sont donc des processus magmatiques qui gouvernent la mise en place de la lithosphère océanique. 

Au niveau des dorsales lentes, de grandes failles de décrochement entraînent l'exhumation du manteau profond.  Dans ces contextes d'accrétion océanique lente, les processus tectoniques prédominent sur les processus magmatiques de mise en place de lithosphère. 

Ce que je dois savoir : 

En s'éloignant du centre d'accrétion, la lithosphère océanique se transforme. En raison de l'augmentation de la profondeur de l'isotherme 1 300 °C (limite entre l'asthénosphère et la lithosphère), elle s'épaissit. 

Bien que la densité des roches superficielles diminue (d = 2,9), la densité globale de la lithosphère augmente par ajout de manteau lithosphérique dense (d = 3,3). 

L'eau de mer circulant dans la lithosphère favorise son refroidissement et l'hydrate en interagissant avec ses minéraux. Ces deux phénomènes entraînent des modifications de la composition minéralogique des roches de la croûte et du manteau. Le gabbro se transforme en gabbro métamorphisé et la péridotite en péridotite serpentinisée. 

Activité 3 : le japon un contexte géodynamique particulier 

Ce que je dois savoir : 

Au niveau des zones de subduction, une lithosphère océanique plonge sous une autre lithosphère et disparaît dans l'asthénosphère. 

Une zone de subduction est caractérisée par une fosse océanique parfois très profonde et une répartition des foyers sismiques jusqu'à 700 km de profondeur, le long du plan de Wadati-Benioff, qui matérialise la plaque plongeante. 

Cette région présente un très faible flux thermique au niveau de la fosse, en raison du plongement d'une lithosphère froide, et un fort flux géothermique au niveau de l'arc volcanique. Les tomographies sismiques montrent que la lithosphère plongeante ne se réchauffe que très lentement dans le manteau et qu'elle reste intacte, jusqu'à une profondeur importante. 

Activité 4 : Le magmatisme des zones de subduction

Ce que je dois savoir :

Les zones de subduction sont le siège sur la plaque chevauchante d'un important magmatisme. Celui-ci est caractérisé en surface par un dynamisme éruptif explosif, associé à l'émission de laves visqueuses, riches en silice et en gaz. Il s'accompagne de la formation de roches magmatiques volcaniques (les andésites et les rhyolites).

En profondeur, le magmatisme aboutit à la formation de roches plutoniques (les diorites et les granites). Leur composition est diverse car le refroidissement du magma est lent à l'échelle des temps géologiques, et les minéraux cristallisent de façon progressive.

Les minéraux des roches magmatiques de subduction sont hydratés. En outre, les tomographies sismiques montrent que la source du magma est le manteau péridotique de la plaque chevauchante, situé entre 80 et 150 km au-dessus du plan de Wadati-Benioff. Pourtant, à cette profondeur, les conditions de pression et de température rendent impossible la fusion des péridotites. En s'enfonçant dans le manteau, la lithosphère océanique hydratée (dans le domaine des schistes verts) est placée dans des conditions de pression et de température telles que les associations minérales changent et libèrent de l'eau. Cette eau migre dans le manteau de la plaque chevauchante et l'hydrate. Cette hydratation rend possible la fusion partielle des péridotites.

 Activité 6 : La formation des chaînes de montagne

Ce que je dois savoir : Dans une chaîne de montagnes, on observe des indices suggérant que les couches géologiques ont été comprimées. 

Les nappes de charriage sont un premier type d'indice. Il s'agit de vastes ensembles de couches géologiques, longs de plusieurs kilomètres, qui se sont déplacés lentement en glissant sur d'autres roches. 

Il existe d'autres marqueurs géologiques de la compression. Il s'agit de tout d'abord de plis, qui sont issus de la compression de roches ductiles. La compression de roches rigides provoque leur cassure le long failles inverses. Cela entraîne le chevauchement de compartiments rocheux les uns au-dessus des autres. 

En profondeur, des déformations sont observables à l'aplomb d'une chaîne de montagnes, grâce aux études géophysiques (études sismiques notamment). 

Ces études montrent que le Moho est plus profond et donc que la croûte s'épaissit en profondeur. Cet épaississement est lié à la superposition d'écailles de croûtes les unes sur les autres. Cet écaillage conduit à la mise en place d'une racine crustale à l'aplomb des reliefs 

 Les observations sur le terrain et en profondeur au niveau d'une chaîne de montagnes s'expliquent par les mouvements des plaques lithosphériques. Lorsque les mouvements tectoniques font converger deux plaques de lithosphère continentale l'une vers l'autre, ces dernières peuvent finir par entrer en collision. Les roches de la croûte continentale sont alors comprimées.

Cette compression entraîne un raccourcissement et un empilement et un épaississement crustal.