- D’après la figure 10.20, la subduction conduit à
un enfouissement des roches d’une pression de
15 kbar à une pression de 20 kbar. Lors de cet
enfouissement, la température augmente de 350°C
à 490°C. En utilisant le résultat de l’exercice 2,
le gradient thermique est donc de : 140°C/5 kbar
= 140°C/18,85 km = 7,4°C/km.
- Le gradient géothermique des roches qui ont
subduit est quatre fois inférieur au gradient moyen.
Il est typique des zones de subduction. On en
déduit que la plaque qui subduit reste froide au
cours de son enfouissement.
- Suivant le même raisonnement qu’à la question
2, l’exhumation est caractérisée par une variation de 10 kbar et de 0°C, soit un gradient de
0°C/10 kbar, 0°C/km.
-La variation de 10 kbar s’effectue en 30 Ma
(=370-340) : 37,7 km/30 Ma, soit une vitesse
d’exhumation de 1,25 mm an-1.
-La vitesse de déplacement horizontal dans
le contexte de subduction des Antilles est de
2 cm an-1. La vitesse d’exhumation calculée
est donc seize fois inférieure au déplacement
horizontal en contexte de subduction.
4
- Selon le pourcentage en SiO2, J3 : basique. Jl,
J4 et J5 : intermédiaires en acidité. J2 : acide.
- Jl, J4 et J5 : andésites. J2 : dacite. J3 : basalte.
- Ces différentes roches sont formées dans une
même unité de lieu et de temps. On peut donc
penser qu’elles sont formées à partir d’un même
magma initial par cristallisation fractionnée.
Cela permet de dire qu’elles forment une série
magmatique. Le basalte du mont Fuji est plus
riche en silice que le basalte alcalin ou basanite
(chapitre 9). La teneur faible à moyenne en alcalin
et leur forte teneur en silice nous permettent de déduire que c’est la série magmatique calco-alcaline.
Chapitre 11
Pour bien démarrer
la. 2 c. 3 b.
Testez-vous
1 d. 2 b. 3 c. 4 c. 5 b.
Exercices
1 Durée de vie du Soleil
• Le nombre de noyau d’hydrogène impliqués
dans la fusion de l’hélium dans le soleil est :
1,99 1030/ 1,67• 10“27*10% = 1,19- 1056. Au
cours de la vie de l’étoile, il y aura 1,19- 10-,f74
réactions de fusion. Donc l’énergie produite sera
de 1,19 1044 J.
• 400 ■ 1024 W/1,19 • 1044 J -9,5 milliards d'années.
2 Impacts et formation des planètes
La formation de la Lune s’est très probablement
réalisée à la suite d’un impact entre la proto-Terre
et une planète de la taille de Mars (-6- 1O23 kg).
• >/2 x 6 • 1023 x 11 0002 = 3,63 1031J
• L’énergie qui se transformera en chaleur sera
inférieure à 9 • 1030 J. La masse de la Terre
vaut 6 -1024 kg.
9 - 1O3o/6 - 1024/l 000= 1 500 K.
• 1 500 K est l’augmentation de température produite. Il faut donc ajouter cette valeur à la température présente dans la proto-Terre. Le diagramme
11.9 suggère que nombre de matériaux en surface
seront volatilisés par le choc. On peut penser qu’en
profondeur les roches vont fondre. A la suite du
choc ayant formé la Lune, une grande partie des
matériaux terrestres n’étaient pas des solides.
Chapitre 12
Pour bien démarrer
1 b. 2 c. 3 c.
Testez-vous
1 d. 2 c. 3 c. 4 b. 5 d.
Exercices
1 Taille du noyau métallique de .Mercure
Mercure est une planète dont le rayon fait 2 4(H) km.
Sa masse vaut 3,3 • 1023 kg.
- 3,3 • 1023/(4/3 k 2400 0003) = 5 700 kg m 3. La
masse volumique est supérieure à celle de la
Terre. La planète est donc composée de silicate
et de métaux, avec une proportion plus grande
de métaux.
- La masse de Mercure s’écrit M = 4/3 R noyau
P^ + V3>t
(4n(pmétal-psilicaIfS)),/3-1900km
- Mercure a proportionnellement un noyau métallique beaucoup plus gros que les autres planètes
telluriques. Une hypothèse est que la surface de
Mercure a été érodée par des impacts.
419
un enfouissement des roches d’une pression de
15 kbar à une pression de 20 kbar. Lors de cet
enfouissement, la température augmente de 350°C
à 490°C. En utilisant le résultat de l’exercice 2,
le gradient thermique est donc de : 140°C/5 kbar
= 140°C/18,85 km = 7,4°C/km.
- Le gradient géothermique des roches qui ont
subduit est quatre fois inférieur au gradient moyen.
Il est typique des zones de subduction. On en
déduit que la plaque qui subduit reste froide au
cours de son enfouissement.
- Suivant le même raisonnement qu’à la question
2, l’exhumation est caractérisée par une variation de 10 kbar et de 0°C, soit un gradient de
0°C/10 kbar, 0°C/km.
-La variation de 10 kbar s’effectue en 30 Ma
(=370-340) : 37,7 km/30 Ma, soit une vitesse
d’exhumation de 1,25 mm an-1.
-La vitesse de déplacement horizontal dans
le contexte de subduction des Antilles est de
2 cm an-1. La vitesse d’exhumation calculée
est donc seize fois inférieure au déplacement
horizontal en contexte de subduction.
4
- Selon le pourcentage en SiO2, J3 : basique. Jl,
J4 et J5 : intermédiaires en acidité. J2 : acide.
- Jl, J4 et J5 : andésites. J2 : dacite. J3 : basalte.
- Ces différentes roches sont formées dans une
même unité de lieu et de temps. On peut donc
penser qu’elles sont formées à partir d’un même
magma initial par cristallisation fractionnée.
Cela permet de dire qu’elles forment une série
magmatique. Le basalte du mont Fuji est plus
riche en silice que le basalte alcalin ou basanite
(chapitre 9). La teneur faible à moyenne en alcalin
et leur forte teneur en silice nous permettent de déduire que c’est la série magmatique calco-alcaline.
Chapitre 11
Pour bien démarrer
la. 2 c. 3 b.
Testez-vous
1 d. 2 b. 3 c. 4 c. 5 b.
Exercices
1 Durée de vie du Soleil
• Le nombre de noyau d’hydrogène impliqués
dans la fusion de l’hélium dans le soleil est :
1,99 1030/ 1,67• 10“27*10% = 1,19- 1056. Au
cours de la vie de l’étoile, il y aura 1,19- 10-,f74
réactions de fusion. Donc l’énergie produite sera
de 1,19 1044 J.
• 400 ■ 1024 W/1,19 • 1044 J -9,5 milliards d'années.
2 Impacts et formation des planètes
La formation de la Lune s’est très probablement
réalisée à la suite d’un impact entre la proto-Terre
et une planète de la taille de Mars (-6- 1O23 kg).
• >/2 x 6 • 1023 x 11 0002 = 3,63 1031J
• L’énergie qui se transformera en chaleur sera
inférieure à 9 • 1030 J. La masse de la Terre
vaut 6 -1024 kg.
9 - 1O3o/6 - 1024/l 000= 1 500 K.
• 1 500 K est l’augmentation de température produite. Il faut donc ajouter cette valeur à la température présente dans la proto-Terre. Le diagramme
11.9 suggère que nombre de matériaux en surface
seront volatilisés par le choc. On peut penser qu’en
profondeur les roches vont fondre. A la suite du
choc ayant formé la Lune, une grande partie des
matériaux terrestres n’étaient pas des solides.
Chapitre 12
Pour bien démarrer
1 b. 2 c. 3 c.
Testez-vous
1 d. 2 c. 3 c. 4 b. 5 d.
Exercices
1 Taille du noyau métallique de .Mercure
Mercure est une planète dont le rayon fait 2 4(H) km.
Sa masse vaut 3,3 • 1023 kg.
- 3,3 • 1023/(4/3 k 2400 0003) = 5 700 kg m 3. La
masse volumique est supérieure à celle de la
Terre. La planète est donc composée de silicate
et de métaux, avec une proportion plus grande
de métaux.
- La masse de Mercure s’écrit M = 4/3 R noyau
P^ + V3>t
(4n(pmétal-psilicaIfS)),/3-1900km
- Mercure a proportionnellement un noyau métallique beaucoup plus gros que les autres planètes
telluriques. Une hypothèse est que la surface de
Mercure a été érodée par des impacts.
419