Science de la vie et de la Terre / Mr MARY

A.Les dorsales, zones de formation de la lithosphère océanique [TP12]

Les dorsales sont des frontières de plaques divergentes. L’écartement des deux plaques permet la remontée de matériel chaud provenant du manteau, associée à la présence de magmatisme. Le refroidissement du magma va être à l’origine de la formation de basalte et de gabbro:

–Les basaltes sont issus d’un refroidissement rapide et plus superficiel du magma. [Structure microlithique: roche volcanique]

–Les gabbros sont issus d’un refroidissement plus lent et plus profond du magma. [Structure grenue : roche plutonique]

La divergence des plaques conduit à la mise en place d’une lithosphère océanique qui va s’accroître au cours du temps.

B. Deux types de dorsales au dynamisme différent [Activité 1]

Il existe deux grands types de dorsales :

– les dorsales rapides (exemple : dorsale Pacifique)  : elles se caractérisent par un relief bombé et sont associées à une extension rapide des océans (6 à 16 cm/an). Le magmatisme y est très important : on y observe l’accumulation de magma dans une chambre magmatique, à l’origine d’une production permanente de gabbros et de basaltes.

– les dorsales lentes (exemple : dorsale Atlantique) : elles se caractérisent par un relief formé d’une vallée découpée par des failles. Ce relief est appelé rift. Ces dorsales sont associées à une extension lente des océans (2 à 5 cm/an). Le magmatisme étant temporaire alors que la divergence est permanente, la fracturation de la croûte permet au manteau d’atteindre la surface et donc de constituer la nouvelle lithosphère océanique.

C. L’origine du magmatisme de dorsales [Activité 2]

Au niveau des dorsales, on assiste à un magmatisme : de larges fissures apparaissent et se comblent grâce à la montée du magma. Ce dernier est issus de la fusion partielle des péridotites du manteau. L’origine de la fusion partielle est la suivante :

La croûte, étirée par les mouvements de divergence des plaques, peut être totalement amincie. Les roches du manteau supérieur subissent une diminution de pression au niveau de l’amincissement. Le solidus est franchi, ce qui provoque la fusion de la péridotite (fusion partielle). Sur un graphique, le solidus est la courbe qui montre la limite entre un matériau solide et un matériau partiellement fondu en fonction de la température et de la pression auxquelles ce matériau est soumis.

D. L’évolution de la croute océanique [TP13]

En s’éloignant de l’axe de la dorsale, la lithosphère océanique se transforme. 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 : des roches métamorphiques apparaissent: Le gabbro se transforme en gabbro métamorphisé [ou metagabbro] et la péridotite en péridotite serpentinisée [ou serpentinite].
En raison de l’augmentation de la profondeur de l’isotherme 1 300 °C (limite entre l’asthénosphère et la lithosphère), la lithosphère s’épaissit. L’épaisseur du manteau lithosphérique augmente.