Mise en évidence de la zone de fusion partielle dans les zones d'accrétion océanique
Dans cet exercice, l'élève va définir à partir de cartes tomographiques, réalisées à différentes profondeurs dans le manteau, la zone précise du manteau supérieur où la décompression permet la fusion partielle des péridotites.
Ce dossier propose une activité réalisable en classe de première S
| Connaissances programme (2011) |
Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux thermique permettent d'imaginer une expansion océanique par accrétion de matériaux remontant à l'axe des dorsales, conséquence d'une convection profonde. |
| Capacités et attitudes |
- Utiliser un générateur de tomographie sismique
- Utiliser Goggle Earth
- Mettre en relation les modifications de la vitesse des ondes et l'état de l'asténosphère à l'aplomb d'une dorsale.
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D'où vient le magma ?
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Au niveau des dorsales océaniques un magma basaltique est produit, on cherche à connaitre l'origine de ce magma en utilisant les propriétés sismiques des roches.
Les tomographies sismiques sont fondées sur le principe que les ondes sismiques sont ralenties dans les milieux moins dense souvent plus "chaud" et accélérées à l'inverse dans les milieux plus dense et plus "froid" .
Le magma est produit dans le manteau, on doit donc pouvoir obserer sont lieu de formation en recherchant à l'aplomb de la dorsale une zone où la vitesse des ondes sera ralentie.
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Ouvrir le générateur de tomographies à partir du lien suivant : jamstec
- Sélectionner dans le menu GAP-P4 et valider en cliquant sur "Select Tomographic Model".
- Cocher "Horizontal".
- Cocher "A part of model area".
- Entrer dans les cases sous la carte les coordonnées GPS suivantes :
- Dans le menu déroulant "Deep Range" choisir : 29-51 km et valider en cliquant sur "Select area"
- Dans les fenêtres du curseur "Output Data Range" modifier les valeurs proposées :
par les valeurs suivantes
- Valider en cliquant sur "Select the Data Range"
- Dans le menu "Display position" cocher "Above the surface" et dans les fenêtre du curseur " entrer les valeurs suivantes
- Valider en cliquant sur "Select Display Configuration".
- En bas de la page valider en cliquant sur "Generate KML" et dans la nouvelle fenêtre qui s'ouvre cliquer en bas de la page sur "Download KMZ".
- Enregistrer ce premier fichier dans votre espace d'enregistrement.
- Remonter en haut de la page afin d'atteindre la barre de menu suivante :
et cliquer sur la case "Display Area" afin de retourner en arriere et réaliser une nouvelle carte.
- Sans changer les coordonnées GPS réaliser successivement différentes cartes, en suivant les consignes précédentes et en entrant successivement les données du tableau ci-dessous à chaque étape.
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Deep Range |
Output Data Range |
Above the surface |
| 1 |
51-78 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
551 ⇔ 629 |
| 2 |
78-110 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
478 ⇔ 551 |
| 3 |
110-148 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
410 ⇔ 478 |
| 4 |
148 -190 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
348 ⇔ 410 |
| 5 |
190 -238 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
290 ⇔ 348 |
| 6 |
238 -290 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
238 ⇔ 290 |
| 7 |
629 -712 |
-0.5 ⇔ 0.5 |
on the surface |
- Ouvrir tous les fichiers enregistrer sur Google-earth, en pivotant correctement la Terre et les cartes à l'aide de l'outil de navigation
 positionner les cartes afin de pouvoir les observer la superposition des zones où les ondes sismiques sont ralenties (en rouge).
- Relier les informations contenues dans ces cartes et l'origine du magma sous la dorsale étudiée.
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Il est possible pour valider l'hypothèse de réaliser une tomographie sismique verticale qui descendrait jusqu'au noyau pour cela :
- Cliquer sur "Cross Section" et choisir vertical puis valider en cliquant sur "Select the Cross Section"
- Dans la fenêtre "Display area" entrer les coordonnées suivantes :
afin d'obternir un transect au travers de l'Atlantique Sud 
Ne pas modifier les valeurs des fenêtres du curseur de profondeur afin d'obtenir une image de l'état sismique au travers de la totalité du manteau.
- Valider en cliquant sur "Select area"
- Modifier les valeurs du curseur "Output Data Range" comme ci-dessous
- Valider en cliquant sur "Select the Data Range" afin de cocher les réglages suivants :
- Valider en cliquant sur " Select Display Configuration", puis sur "Download KMZ" et enregister la tomographie obtenue.
- L'ouvrir sur Google-earth .
Il est possible en téléchargeant les deux fichiers suivants de compléter cette étude en représentant sur le graphique la zone de fusion partielle.
transect.kml et graphique
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