La divergence des plaques dans les dorsales est à l’origine de la fabrication d’une nouvelle lithosphère océanique qui évolue rapidement.
I. Divergence et fabrication de lithosphère océanique
L’étirement de la lithosphère dans les dorsales entraîne son amincissement, donc la remontée des roches chaudes du manteau. Cette décompression du manteau entraîne sa fusion partielle, donc la formation d’un magma d’origine mantellique.
Au gré des failles présentes dans les dorsales, ce magma peut atteindre la surface. Pauvre en silice et en gaz, il entraîne un volcanisme effusif caractéristique des dorsales, et cristallise rapidement sous forme de basalte.
Ce magma peut rester piégé en profondeur et cristalliser lentement : il produit alors une roche magmatique plutonique, le gabbro.
Dans certaines dorsales dites lentes, la faible activité magmatique conduit directement à l’affleurement de zones du manteau (donc de la péridotite).
Doc Fabrication de la lithosphère dans les dorsales
II. Évolution de la lithosphère océanique fabriquée
La lithosphère fabriquée se refroidit en s’éloignant de la dorsale. La limite inférieure de la lithosphère correspondant à l’isotherme 1 300 °C, son refroidissement entraîne son épaississement par ajout de manteau lithosphérique dense, et donc une augmentation progressive de sa densité globale ou moyenne.
La croûte océanique et les zones superficielles du manteau sont le siège d’une importante circulation d’eau, réchauffée par la proximité du magma. Cet hydrothermalisme conduit à une modification des minéraux (apparition de minéraux hydratés : serpentine, hornblende, chlorite…).
Méthode
Calculer la densité moyenne de la lithosphère océanique
Dans son devoir, Alicia a écrit : « La densité de la croûte océanique augmente lorsqu’elle vieillit ». Elle ne comprend pas que son professeur ait barré le mot « croûte » pour le remplacer par « lithosphère ».
Expliquer à Alicia son erreur et calculer la densité moyenne de la croûte et de la lithosphère océanique en fonction de son âge.
Doc Évolution de la lithosphère océanique
Conseils
Étape 1 Relever les épaisseurs et les densités des différents compartiments.
Étape 2 Calculer la densité moyenne de la lithosphère océanique selon la formule
pour chaque jeu de données.
Étape 3 Conclure.
Solution
Étape 1 On connaît l’épaisseur de la croûte océanique et du manteau lithosphérique pour trois âges différents : 10, 30 et 50 Ma. Les densités de la croûte océanique (2,9) et du manteau lithosphérique (3,3) sont constantes.
Étape 2 La densité de la croûte océanique n’évolue pas selon son âge. Par contre, en appliquant la formule, on trouve 3,22 pour une lithosphère de 10 Ma ; 3,25 pour 30 Ma ; et 3,26 pour 50 Ma.
Étape 3 Ainsi la densité et l’épaisseur de la croûte océanique n’augmentent pas au cours de son vieillissement. Par contre, lorsqu’elle vieillit, la lithosphère océanique se refroidit et s’épaissit, et l’ajout de manteau lithosphérique dense qui en résulte conduit à une augmentation de la densité de la lithosphère. Ceci explique la remarque du professeur sur la copie d’Alicia.
Quelques preuves du déplacement des plaques
Fabrication et évolution de la lithosphère océanique