SVT (Spé) — La dynamique interne de la Terre
La divergence et ses conséquences
Dorsales océaniques, accrétion, rift, magmatisme de dorsale et expansion océanique
Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub
Résumé
Aux limites divergentes, les plaques lithosphériques s'éloignent l'une de l'autre, ce qui entraîne la formation de nouveau plancher océanique : c'est l'accrétion océanique. Ce phénomène se produit au niveau des dorsales océaniques, vastes chaînes de montagnes sous-marines qui parcourent tous les océans sur environ 65 000 km. Au centre de la dorsale, un rift (fossé d'effondrement) marque la zone où la lithosphère s'étire et s'amincit. La remontée de l'asthénosphère sous la dorsale provoque une décompression qui entraîne la fusion partielle de la péridotite du manteau, produisant du magma basaltique. Ce magma, en se refroidissant, forme le plancher océanique constitué de basaltes en surface (refroidissement rapide, laves en coussins ou pillow lavas) et de gabbros en profondeur (refroidissement lent). L'ensemble basaltes-gabbros-péridotite serpentinisée forme la lithosphère océanique. L'âge et l'épaisseur des sédiments augmentent en s'éloignant de la dorsale, confirmant l'expansion continue du plancher océanique depuis la dorsale.
Les **dorsales océaniques** sont les plus grandes structures géologiques de la planète, formant une **chaîne sous-marine continue de 65 000 km**. C'est aux dorsales que se crée en permanence du **nouveau plancher océanique** par le processus d'**accrétion**.
- Les dorsales sont des **reliefs sous-marins** formant une chaîne de montagnes continue d'environ **65 000 km** de long
- Elles culminent à 2 000-3 000 m au-dessus du plancher abyssal, parfois **émergent** (Islande sur la dorsale médio-atlantique)
- Le **rift** est un **fossé d'effondrement** situé au sommet de la dorsale, marqué par une **sismicité** et un **volcanisme actifs**
- Les **dorsales rapides** (Pacifique Est, >8 cm/an) ont un **profil aplati** sans rift marqué
- Les **dorsales lentes** (Atlantique, ≈2,5 cm/an) ont un **rift profond** et un relief accidenté
- Les dorsales sont découpées par des **failles transformantes** (perpendiculaires à l'axe) qui décalent les segments
- Exemple : la **dorsale médio-atlantique** s'étend de l'Arctique à l'Antarctique et sépare les plaques américaines des plaques eurasienne et africaine
Exemple
Comparaison de deux dorsales. **Dorsale médio-atlantique** (lente, ~2,5 cm/an) : rift profond de 1-2 km, relief accidenté, failles nombreuses, volcanisme modéré. On peut l'observer émergée en Islande. **Dorsale Est-Pacifique** (rapide, ~15 cm/an) : pas de rift marqué, profil bombé et lisse, volcanisme très intense et continu. La **vitesse d'expansion détermine la morphologie** : plus c'est rapide, plus le relief est aplati car le magma comble le rift en permanence.
Piège à éviter
Les dorsales ne sont **PAS** des chaînes de volcans aériens. Elles sont presque entièrement **sous-marines** (2 000 à 3 000 m de profondeur). L'**Islande** est une exception rare : la dorsale y émerge car un **point chaud** s'y superpose, ajoutant du magma supplémentaire. Ne représentez pas les dorsales comme des volcans pointus mais comme de **larges reliefs sous-marins**.
Le **magmatisme des dorsales** est le plus productif de la planète. Il résulte de la **fusion partielle de la péridotite** mantellique par **décompression**, et non par augmentation de température. Ce processus produit un **magma basaltique** qui constitue le nouveau plancher océanique.
- Sous la dorsale, l'**asthénosphère remonte** pour combler l'espace créé par l'écartement des plaques
- La **décompression** de la péridotite mantellique provoque sa **fusion partielle** (≈15-20% seulement)
- La fusion partielle produit un **magma basaltique** (pauvre en silice, riche en fer et magnésium)
- **Attention :** ce n'est PAS la chaleur qui fait fondre la roche, mais la **décompression** (baisse de pression à température quasi constante)
- Le magma **remonte** car il est **moins dense** que la roche solide environnante
- Ce magmatisme est le plus productif de la planète : il forme environ **3,4 km² de plancher** océanique par an
Exemple
Sous la dorsale, la péridotite remonte de 60 km à 10 km de profondeur. À 60 km, la pression est trop forte pour que la fusion commence (1 300°C mais **solidus** non atteint). À ~30 km, la **décompression** abaisse le solidus : la fusion partielle commence (~15%). Le **liquide basaltique** produit (moins dense, d ~2,7) remonte plus vite que le solide résiduel et s'accumule dans une **chambre magmatique** sous la dorsale. Le résidu appauvri (harzburgite) reste en profondeur.
Piège à éviter
C'est la **décompression** qui provoque la fusion, **PAS** un apport de chaleur. La température de la péridotite reste quasi constante pendant la remontée (~1 300°C), mais la **baisse de pression** fait passer la roche au-dessus de son **solidus** (température de début de fusion). Ce mécanisme est appelé **'fusion par décompression adiabatique'**. Ne dites jamais que 'la chaleur fait fondre la roche sous la dorsale'. Notez aussi que la péridotite ne fond **pas entièrement** : seule une fraction fond, le résidu reste solide.
Le plancher océanique a une structure en couches caractéristique, du basalte en surface au gabbro en profondeur. Quand cette séquence est retrouvée sur un continent, on l'appelle ophiolite : c'est le témoin d'un ancien océan disparu.
- En surface : BASALTES en coussins (pillow lavas) — refroidissement rapide au contact de l'eau → texture microlitique (petits cristaux)
- En dessous : complexe filonien (dykes) — magma figé dans les fractures qui alimentaient les éruptions
- Plus en profondeur : GABBROS — même composition chimique que le basalte mais refroidissement lent → texture grenue (gros cristaux visibles)
- Sous les gabbros : péridotite du manteau (parfois serpentinisée par l'eau de mer qui s'infiltre)
- Cet ensemble constitue une OPHIOLITE quand il est retrouvé sur les continents (vestige d'un ancien plancher océanique)
- Astuce pour le bac : basalte et gabbro ont la même composition chimique mais des textures différentes (microlitique vs grenue) car le refroidissement est différent
Exemple
Observation d'une lame mince de basalte au microscope polarisant : on voit des microlithes (petits cristaux allongés) de plagioclase et de pyroxène noyés dans un verre (matière non cristallisée). C'est la texture microlitique, signe d'un refroidissement rapide au contact de l'eau. Observation d'une lame mince de gabbro : gros cristaux entièrement cristallisés (pas de verre), texture grenue. Pourtant l'analyse chimique donne ~50% SiO₂ pour les deux roches — même magma, refroidissement différent.
Piège à éviter
Le basalte n'est PAS 'au-dessus' du gabbro dans un sens vertical simple. La séquence complète du plancher océanique est : sédiments → basaltes en coussins (pillow lavas) → complexe filonien (dykes) → gabbros → péridotite. Le complexe filonien (dykes verticaux) est souvent oublié dans les copies de Bac, alors qu'il représente les conduits d'alimentation entre la chambre magmatique (gabbros) et les éruptions sous-marines (basaltes).
L'expansion océanique est le processus continu d'élargissement des océans par création de nouveau plancher aux dorsales. Les preuves sont multiples : âge croissant avec la distance, épaississement des sédiments et subsidence thermique progressive.
- Le nouveau plancher océanique se forme en continu à la dorsale → l'océan s'élargit
- L'ÂGE du plancher augmente symétriquement en s'éloignant de la dorsale (âge 0 à l'axe)
- L'ÉPAISSEUR des sédiments augmente aussi avec la distance à la dorsale (plus de temps d'accumulation)
- Le flux de chaleur est maximal à la dorsale et diminue en s'en éloignant → la lithosphère se refroidit et s'épaissit
- En se refroidissant, la lithosphère devient plus dense et plus épaisse → elle s'enfonce dans l'asthénosphère (subsidence thermique)
- Ce refroidissement explique l'approfondissement du plancher océanique avec l'âge : de ≈2 500 m (dorsale) à ≈5 000 m (plaines abyssales)
- Quand la lithosphère océanique devient assez vieille et dense, elle peut plonger en subduction
Exemple
Profondeur du plancher océanique en fonction de l'âge : à la dorsale (0 Ma) → ~2 500 m ; à 10 Ma → ~3 200 m ; à 50 Ma → ~4 200 m ; à 100 Ma → ~5 000 m. L'approfondissement suit une loi en racine carrée de l'âge (subsidence thermique). La lithosphère de 0 Ma fait ~10 km d'épaisseur ; à 80 Ma, elle fait ~100 km. Quand elle dépasse ~80-100 Ma, sa densité moyenne excède celle de l'asthénosphère et la subduction peut commencer.
Piège à éviter
L'expansion océanique ne signifie PAS que la Terre grandit ! La surface totale de la Terre reste constante : ce qui est créé aux dorsales est compensé par ce qui est détruit dans les zones de subduction. C'est le principe du 'tapis roulant'. Au XIXe siècle, certains pensaient que la Terre était en expansion — cette théorie est aujourd'hui totalement réfutée.
Quiz - La divergence et ses conséquences
10 questions
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Questions fréquentes
Les points clés à retenir sur La divergence et ses conséquences, extraits du quiz de révision.
Qu'est-ce que l'accrétion océanique ?
Réponse :
La formation de nouveau plancher océanique à la dorsale
L'accrétion océanique est la formation de nouveau plancher océanique au niveau des dorsales, là où les plaques divergent et où le magma remonte et se solidifie.
Quelle est la cause de la fusion partielle du manteau sous la dorsale ?
Réponse :
La décompression de la péridotite lors de sa remontée
Sous la dorsale, la péridotite mantellique remonte et subit une décompression (baisse de pression). À température quasi constante, cette décompression provoque sa fusion partielle.
Le basalte et le gabbro ont la même composition chimique mais des textures différentes car :
Réponse :
Le basalte refroidit rapidement (microlitique) et le gabbro lentement (grenu)
Le basalte refroidit rapidement au contact de l'eau (texture microlitique, petits cristaux) tandis que le gabbro refroidit lentement en profondeur (texture grenue, gros cristaux). Même magma, conditions de refroidissement différentes.
Les pillow lavas (laves en coussins) se forment :
Réponse :
Quand le magma refroidit rapidement au contact de l'eau
Les pillow lavas se forment quand le magma basaltique entre en contact avec l'eau froide de l'océan au niveau de la dorsale, créant des coussins arrondis par refroidissement rapide.