Cette leçon t'offre une approche méthodologique pour la réalisation de l'étude de documents en spécialité SVT : pour ce faire, voici la réalisation d'un sujet d'étude de documents issu des annales de l'épreuve de l'enseignement de spécialité des SVT du bac 2021 de métropole et disponible sur Eduscol. Ce sujet est le sujet de remplacement de la session 2021 du baccalauréat.
La réalisation de ce sujet se fait par étapes, celles-ci appuyées par des explications et des conseils.
Légende de la leçon
Bleu : organisation
Violet : observations
Rouge : déductions
Jaune : conclusion
Énoncé du sujet de remplacement du bac 2021 en spé. SVT
EXERCICE 2 : Histoire géologique de la région d'Andlau (8 POINTS)
Comme d'autres villages alsaciens, Andlau présente une production viticole qui se caractérise par la diversité des types de raisins produits. Cette dernière s'explique par les différents cépages (variétés de vigne) utilisés ainsi que par la diversité des sols de la région, qui traduit la grande hétérogénéité des roches du sous-sol. Cette hétérogénéité se retrouve à l’échelle régionale.
QUESTION :
Expliquer comment la succession chronologique d'événements géologiques permet de rendre compte de la diversité des roches observées dans la région présentée dans le document 1.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données des documents et les connaissances utiles.
I. Analyser le sujet
1) Repère les notions clés
- Succession chronologique d’évènements géologiques = datation relative et absolue.
- Identification des différents événements = magmatismes, métamorphisme, érosion.
- Diversité des roches observées = roches à l’affleurement, leur formation ou transformation.
2) Rédige un brouillon pour organiser toutes tes idées
- Pour chaque document, note les observations et les déductions.
- Avant de rédiger, organise toutes tes idées pour avoir un fil conducteur et une logique (ne reviens pas sur des points abordés précédemment).
- Fais une ébauche de conclusion pour voir si tu réponds totalement au problème de départ.
Remarque
Ne fais pas de plan détaillé : ce n’est pas un argumentaire mais bien une étude de documents !
II. Réaliser l’introduction
Fais une courte introduction pour reformuler la consigne sous la forme d’un problème.
Exemple :
Comment les datations relative et absolue nous permettent d’établir la chronologie de la formation, ou transformation, des roches de la région d’Andlau ?
III. Réaliser l’étude de documents
Pour chaque document, il est attendu une étude complète :
- Tout d’abord, les observations : de quoi parlent les documents ?
- S’il s’agit d’un graphique ou d’un tableau, toujours donner des valeurs (avec les unités !) ;
- S’il s’agit d’une carte, d’un dessin ou d’une photo, en faire une présentation et cibler les points importants qui seront réutilisés plus tard.
- Ensuite, pour chaque document, fais le lien entre tes observations et tes connaissances personnelles pour faire une déduction ;
- Seulement à la fin (après observation, puis déduction de chaque document), fais une conclusion globale en répondant au problème de départ.
Exemple :
Dans le document 1, nous avons une carte géologique de la région d'Andlau. Cette dernière nous donne de nombreuses informations concernant les différents types de roches présents. Nous avons des dates précises de la formation de certaines roches comme les schistes de Villé datés à 500 millions d'années (Ma) et qui chevauchent les schistes de Steige, ou encore le granite d’Andlau daté à 310 Ma. Nous avons des dates relatives, comme le filon de rhyolite qui a été formé après le granite d’Andlau. Ensuite, nous avons des informations sur la composition et les associations de roches, comme les granodiorites qui ont une composition proche du granite ; les roches sédimentaires constituées de galets de granite de d’Andlau ; et les cornéennes qui sont associées soit au granite soit à la granodiorite. La dernière information de la carte concerne les structures tectoniques présentes comme une faille normale et une transversale, ainsi qu’un chevauchement.
Le doc. 3 nous permet de préciser que les granites cristallisent à des températures élevées de 700 à 800 °C (lorsque l’on franchit le solidus). Leur présence montre donc qu’un magma a cristallisé (en profondeur).
Ce document nous permet déjà de positionner sur une frise la formation des schistes de Villé (500 Ma) et le granite d'Andlau (310 Ma). Ainsi qu'une estimation de la formation de la faille normale (après 310 Ma) puisqu'elle coupe une partie du granite.
Dans le doc. 4, nous cherchons la datation absolue de la granodiorite du Hohwald à partir des granites à proximité et mis en place à la même période. En positionnant les trois fractions de granite (dont nous avons les rapports isotopiques) sur le graphique nous réalisons une courbe qui croise celle déjà présente à un point permettant une datation à 335 Ma. Nous pouvons donc établir l’âge de la granodiorite du Hohwald à 335 Ma.
Dans le doc. 2, nous avons la composition des deux schistes non datés (schistes de Steige et schistes tachetés) ainsi que celle des cornéennes à sillimanite. Nous observons qu'une partie des minéraux est la même dans les trois roches comme le quartz ou les micas ; en revanche, chaque roche possède des minéraux qui lui sont propres. Ce document est à mettre en lien avec le doc. 3 qui présente les domaines de stabilité pour quelques minéraux. Nous observons que pour les schistes de Steige, les argiles ne peuvent être présentes qu'à basse température (BT) et basse pression (BP) et qu'ensuite elles ne sont plus stables et risquent d’être transformées. Pour les schistes tachetés, la présence de muscovite et de quartz, ainsi que de cordiérite et d'andalousite, montre une formation à moyenne température (MT) et basse pression (BP). De plus, le graphique nous apprend également que les sillimanites présentes dans les cornéennes sont visibles en haute température (HT) et basse pression (BP).
D'après l'étude des minéraux, les schistes de Steige ne sont présents qu'à BT mais, leurs minéraux étant les mêmes que les schistes tachetés, on suppose un métamorphisme des argiles en biotite, cordiérite, andalousite dans les schistes tachetés à MT. Ce métamorphisme continue à HT permettant de former les cornéennes (nous le savons grâce à la présence de sillimanite qui ne se forme qu'à HT). La présence de ces roches schistes et cornéennes, en couronne autour des granites d’Andlau et du Hohwald, nous permet d'affirmer qu'elles se sont métamorphisées à partir de 335 Ma, date de la formation de la granodiorite du Hohwald. La température à proximité pouvait atteindre plusieurs centaines de degrés puisqu’il s’agit d’une roche plutonique : elle a eu un refroidissement lent et en profondeur.
IV. Réaliser la conclusion
La conclusion doit permettre de faire le lien entre les déductions, faites précédemment dans l’étude, et de répondre au problème posé. Elle est assez courte et ne reprend pas en détail tous les points observés dans les documents.
Dans le cas présent, il est possible de reprendre point par point, comme si tu réalisais une frise chronologique, ou de faire une petite frise sous la conclusion.
Exemple :
Il est donc possible de faire la succession chronologique de la formation des roches de la région d'Andlau en les reliant aux événements géologiques :
- Les roches les plus anciennes sont les schistes de Villé (500 Ma). Ces roches, qui sont d’origine sédimentaire, montrent qu’un métamorphisme a lieu à cette époque ce qui laisse penser à un enfoncement en profondeur (subduction ?).
- Le chevauchement sur la carte recoupe les schistes de Steige : il est donc plus récent que ces schistes. Cela marque une grande collision après la formation des schistes.
- À 335 Ma, un magma remonte et refroidit lentement, en profondeur : il est à l’origine de la granodiorite du Howald. L’augmentation de température qu’il fait subir aux schistes, avec lesquels il est en contact, est à l’origine de la formation des schistes tachetés et des cornéennes.
- À 310 Ma, un nouveau magma remonte et refroidit lentement en profondeur : il est à l’origine du granite d’Andlau. Il entraîne, par métamorphisation, la transformation des schistes en cornéenne à sillimanite. Les failles normale et transversale sont plus récentes puisqu'elles coupent le chevauchement, le granite et la granodiorite. Une dernière remontée de magma (à l’origine des rhyolites) a lieu après la mise en place de la faille transversale.
- Pour finir, la datation relative nous permet d'estimer la formation des roches sédimentaires suite à des phénomènes d’érosion après 310 Ma, car elles sont présentes au-dessus de la faille normale, des schistes et des granites, et elles contiennent, également, des granites d'Andlau.