Terminale S

La croûte océanique et la croûte continentale sont très différentes, nature des roches, épaisseur, âge, densité... Nous allons préciser quelques caractéristiques de la croûte continentale.

1. Densité de la croûte continentale.

Avec le matériel dont vous disposez vous évaluerez la densité des deux échantillons de roches: granite et basalte. Vous schématiserez votre protocole et vous présenterez vos résultats.(

La majorité des élèves effectuent 3 pesées, un bonus sera attribué à ceux qui n'effectuent que 2 pesées.
En quoi ces résultats confirment-ils l'isostasie? Justifie ta réponse.
2. Epaisseur de la croûte continentale.

A l'aide de GOOGLE EARTH réalise le profil topographique de Londres à Rouen.

Fiche d'aide: Imprime ton profil. Trace le niveau de la mer, le Moho et la limite lithosphère asthénosphère sur ce profil.

3. Des indices de l'épaississement crustal.

• Des roches métamorphiques.

En profondeur, les roches sédimentaires sont sousmises à de fortes températures et de fortes pressions. Ces contraintes provoquent la transformation des minéraux des roches. On nomme métamorphisme ces modifications de texture et de composition minéralogique qui se déroulent à l'état solide. La photo suivante représente un micaschiste à grenat de la région de Hyllestad (Norvège) . Peux tu dire à quelle profondeur elle s'est formée.


Micaschiste à grenat de la région de Hyllestad
Domaine de stabilité du grenat.
• Des traces de fusion partielle.

Dans de nombreuses régions montagneuses, on peut observer des roches qui présentent des traces de fusion partielle , ce sont les migmatites. En soumettant expérimentalement des granoites à des températures et des pressions qui règnent en profondeur les scientifiques ont pu tracer le diagramme suivant.
La zone d'anatexie correspond à la fusion de la roche, le solidus correspond au début de fusion.
Montre que la présence des migmatites est la conséquence d'un épaisissement crustal.

• Des indices d'une compression.
Dans les régions montagneuses, il se crée des structures complexes qui associent des plis, des failles inverses, et des nappes de charriage. Place trois photos des Pyrénées ou des Alpes pour illustrer ces structures. Tes photos seront légendées et accompagnées d'un petit commentaire.

4. L'âge de la croûte continentale.
La lithosphère océanique actuelle est âgée de moins de 200 Ma, alors que l'on trouve des roches continentales âgées de 3,8 Ga. Ces âges sont déterminés par radiochronologie.
Certains isotpes sont radioactifs, c'est le cas du rubidium 87: ⁸⁷Rb.Il se désintègre en strontium ⁸⁷Sr qui est un isotope stable comme le ⁸⁶Sr. La demie vie du ⁸⁷Rb est de 48,8.10⁹ ans; c'est le temps au bout duquel la moitié de la substance radiaoactive a disparu.
En mesurant les rapports 87Rb/86Sr et 87Sr/86Sr dans différents minéraux, et si ces minéraux ont le même âge, les géologues montrent que les mesures s'alignent sur une droite qui relie des points correspondants à des minéraux de même âge appelée droite isochrone.



Minéraux	87Rb	86Sr	87Sr
Orthose	109,07706	26,82378	19,88423
Plagioclase	2.73996	38,34619	27,20168
Biotite	106,96398	2,12996	2,35670
Muscovite	92,55280	3,11936	2,93385

A l'aide d'un tableur, construire l'isochrone du granite d'Athis et déterminer sa pente (coefficient directeur de la droite). Plus le temps passe, plus la pente augmente, on a pu montrer (je vous fais grâce de la démonstration) que si t est le temps écoulé depuis la cristallisation de la roche.

t = ln(a +1)/λ

Avec a = pente de la droite isochrone, ln représente le logarithme népérien et λ la constante de désintégration du rubidium. Pour le couple (87Rb / 87Sr), la période ou demie vie (T) vaut environ 49 milliard d'années et donc λ = 1,42.10^-11 an^-1.
Calcule l'âge du granite d'Athis.