Ressources · 1ʳᵉ · SVT (spécialité)
Divergence : dorsales, rifts et lithosphère océanique
Dorsales lentes et rapides, rifts continentaux, remontée du manteau et fusion partielle par décompression, mise en place de la croûte et du manteau lithosphérique, ophiolites, hydrothermalisme et roches hydratées, refroidissement, épaississement et densité de la lithosphère océanique.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
Au sommet d’une chaîne sous-marine, un élève repère un creux de 1,5 km bordé de failles normales et parle de fosse. Qu’en dire ?
- A. Il a raison : c’est une fosse de subduction
- B. C’est l’axe d’une dorsale lente, pas une fosse
- C. C’est l’axe d’une dorsale rapide en extension
- D. C’est un rift qui coupe un continent en deux
Réponse
B. C’est l’axe d’une dorsale lente, pas une fosse — Un creux au sommet d’une chaîne sous-marine, bordé de failles normales (extension), marque l’axe d’une dorsale lente ; une fosse, bien plus profonde, longe une zone de subduction, et un rift continental coupe un continent, pas un océan.
Pour savoir si la péridotite fond à une profondeur donnée, à quoi compare-t-on son solidus ?
- A. À la température réelle de la roche
- B. À la vitesse des ondes sismiques
- C. À la pression qui règne à cet endroit
- D. À la densité moyenne de la roche
Réponse
A. À la température réelle de la roche — La roche fond partiellement quand sa température réelle (le géotherme) dépasse son solidus.
Le magma des dorsales provient…
- A. de la fusion totale de la croûte océanique
- B. de la fusion du noyau externe, déjà liquide
- C. de la fonte des sédiments accumulés à l’axe de la dorsale
- D. de la fusion partielle de la péridotite du manteau
Réponse
D. de la fusion partielle de la péridotite du manteau — Sous la dorsale, une faible fraction de la péridotite du manteau fond : c’est une fusion partielle, qui produit un magma basaltique.
Pourquoi la lave émise sur le fond d’une dorsale forme-t-elle des boules empilées ?
- A. Elle cristallise lentement dans une chambre profonde
- B. Elle refroidit lentement dans des fissures verticales
- C. Sa surface se fige vite, percée par la lave qui suit
- D. Les courants la roulent en boules sur le fond marin
Réponse
C. Sa surface se fige vite, percée par la lave qui suit — Au contact de l’eau, la surface de la lave se fige aussitôt en une pellicule de verre ; la lave qui arrive la perce et forme un nouveau coussin, et ainsi de suite.
Quelle roche de la lithosphère océanique n’appartient PAS à la croûte ?
- A. Le basalte en coussins
- B. La péridotite
- C. La dolérite des filons
- D. Le gabbro
Réponse
B. La péridotite — Le Moho passe entre les gabbros et les péridotites : la péridotite forme le manteau lithosphérique.
Dans une chaîne de montagnes, on observe, empilés, des basaltes en coussins, des gabbros puis des péridotites. Que conclure ?
- A. Un ancien fond océanique a été porté à terre
- B. Un volcan continental récent y a été actif
- C. La croûte continentale y est très ancienne
- D. Un point chaud y a percé la croûte du continent
Réponse
A. Un ancien fond océanique a été porté à terre — Cette succession est celle de la lithosphère océanique : c’est une ophiolite, comme en Oman.
Qu’est-ce qu’un fumeur noir ?
- A. Un volcan sous-marin qui émet de la lave
- B. Une fissure qui libère du magma à l’axe
- C. Un nuage de cendres au-dessus d’un rift
- D. Une source très chaude chargée de métaux
Réponse
D. Une source très chaude chargée de métaux — C’est une source hydrothermale à 350-400 °C : les métaux dissous précipitent en sulfures noirs au contact de l’eau froide. Aucune lave n’en sort.
Une serpentinite est…
- A. un basalte refroidi très vite au contact de l’eau
- B. un magma cristallisé dans la chambre
- C. une péridotite transformée par l’eau de mer
- D. un sédiment déposé sur les coussins
Réponse
C. une péridotite transformée par l’eau de mer — L’olivine de la péridotite réagit avec l’eau de mer et donne la serpentine, à l’état solide : ce n’est pas une roche magmatique.
Quels sont les effets de la circulation hydrothermale sur la jeune lithosphère ?
- A. Elle la fait fondre et produit du magma
- B. Elle la refroidit et hydrate ses minéraux
- C. Elle l’épaissit en déposant du basalte
- D. Elle la réchauffe et la rend plus dense
Réponse
B. Elle la refroidit et hydrate ses minéraux — L’eau de mer emporte la chaleur vers l’océan et transforme les minéraux en minéraux hydratés, sans rien faire fondre.
Pourquoi le plancher océanique est-il plus profond loin de l’axe ?
- A. La lithosphère, plus épaisse et dense, s’y enfonce
- B. Les courants marins profonds y ont érodé le basalte
- C. La croûte y a fondu en partie par le dessous
- D. L’eau de mer y est plus lourde qu’à l’axe
Réponse
A. La lithosphère, plus épaisse et dense, s’y enfonce — En vieillissant, la lithosphère refroidit, s’épaissit et devient plus dense : elle s’enfonce dans l’asthénosphère.
Que se passe-t-il si un rift continental continue de s’ouvrir ?
- A. Une chaîne de montagnes s’y forme
- B. Une fosse de subduction y apparaît
- C. Le continent s’épaissit et se soulève
- D. Un océan jeune s’ouvre, avec une dorsale
Réponse
D. Un océan jeune s’ouvre, avec une dorsale — La lithosphère continentale finit par se rompre : un océan jeune s’ouvre, comme la mer Rouge, et une dorsale s’y individualise.
Quel indice montre qu’une roche de la lithosphère océanique a été transformée par l’eau de mer ?
- A. Une structure entièrement grenue
- B. Des microlites pris dans du verre
- C. La présence de minéraux hydratés
- D. Une densité d’environ 3,3
Réponse
C. La présence de minéraux hydratés — Hornblende, chlorite, actinote ou serpentine contiennent de l’eau : elles signent le passage de l’eau de mer. Grenue ou microlitique renseignent sur le refroidissement du magma.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Une croûte continentale épaisse de 35 km et large de 70 km est étirée jusqu’à 98 km de large, sans que la surface de sa coupe change. Quelle est sa nouvelle épaisseur ?
- A. 21 km
- B. 25 km
- C. 49 km
- D. 35 km
Réponse
B. 25 km — 35 × 70 = 2 450 ; 2 450 ÷ 98 = 25 km. L’étirement est de 40 % (70 → 98 km), mais l’épaisseur ne baisse que d’environ 29 % : retirer 40 % des 35 km (21 km) est le piège, 35 × 98 ÷ 70 = 49 km inverse le rapport, et la croûte ne garde pas ses 35 km.
À 65 km sous l’axe, la péridotite est à 1 352 °C et son solidus à 1 365 °C. Elle est…
- A. solide : il lui manque 13 °C
- B. partiellement fondue, de 13 °C
- C. entièrement fondue sous l’axe
- D. fondue, puisqu’elle remonte
Réponse
A. solide : il lui manque 13 °C — 1 352 °C < 1 365 °C : le solidus n’est pas atteint, la roche est encore solide ; elle fondra un peu plus haut.
Une colonne de manteau de 70 km fond à 9 %. Quelle épaisseur de magma produit-elle ?
- A. 63 km
- B. 0,63 km
- C. 7,8 km
- D. 6,3 km
Réponse
D. 6,3 km — 0,09 × 70 = 6,3 km, l’épaisseur d’une croûte océanique.
Une croûte de 5,4 km provient d’une colonne de manteau de 45 km. Quel est le taux de fusion ?
- A. 8,3 %
- B. 5,4 %
- C. 12 %
- D. 24 %
Réponse
C. 12 % — 5,4 ÷ 45 = 0,12, soit 12 % ; diviser 45 par 5,4 donne 8,3, sans signification.
Ophiolite : 0,9 km de coussins, 1,3 km de filons, 4,1 km de gabbros, puis 9 km de péridotites. Épaisseur de la croûte ?
- A. 15,3 km
- B. 6,3 km
- C. 5,4 km
- D. 2,2 km
Réponse
B. 6,3 km — 0,9 + 1,3 + 4,1 = 6,3 km : les péridotites, sous le Moho, appartiennent au manteau.
Une péridotite draguée près de l’axe pèse 120 g et fait monter l’eau d’une éprouvette de 60 à 100 mL. Quelle est sa densité, et que conclure ?
- A. 3,0 : elle est en partie serpentinisée
- B. 2,0 : elle est entièrement serpentinisée
- C. 1,2 : sa serpentine est gorgée d’eau
- D. 3,0 : elle est intacte, jamais hydratée
Réponse
A. 3,0 : elle est en partie serpentinisée — Volume : 100 − 60 = 40 cm³ ; 120 ÷ 40 = 3,0. C’est moins que 3,3 (péridotite intacte) et plus que 2,6 (serpentinite) : l’eau de mer n’a transformé qu’une partie de l’olivine. Diviser par 60 ou par 100 au lieu du volume déplacé est faux.
Combien d’eau contiennent 300 kg de serpentinite à 13 % d’eau en masse ?
- A. 13 kg
- B. 23 kg
- C. 261 kg
- D. 39 kg
Réponse
D. 39 kg — 0,13 × 300 = 39 kg ; 261 kg est la masse de tout le reste.
Avec e ≈ 10 × √t, quelle est l’épaisseur d’une lithosphère âgée de 72,25 Ma ?
- A. 722,5 km
- B. 8,5 km
- C. 85 km
- D. 72 km
Réponse
C. 85 km — √72,25 = 8,5 ; 10 × 8,5 = 85 km. Oublier la racine donne 722,5 km.
Avec e ≈ 10 × √t, quel âge a une lithosphère épaisse de 75 km ?
- A. 7,5 Ma
- B. 56,25 Ma
- C. 562,5 Ma
- D. 5,6 Ma
Réponse
B. 56,25 Ma — √t = 75 ÷ 10 = 7,5 donc t = 7,5 × 7,5 = 56,25 Ma ; 7,5 est la racine, pas l’âge.
Croûte de 7 km (densité 2,9), lithosphère de 35 km, manteau lithosphérique de densité 3,3. Densité moyenne ?
- A. 3,22
- B. 3,10
- C. 3,30
- D. 2,98
Réponse
A. 3,22 — (7 × 2,9 + 28 × 3,3) ÷ 35 = (20,3 + 92,4) ÷ 35 = 112,7 ÷ 35 = 3,22. La moyenne simple de 2,9 et 3,3 donne 3,10 : faux, chaque couche compte selon son épaisseur.
Profondeur ≈ 2 500 + 350 × √t (en m). Profondeur d’un plancher âgé de 17,64 Ma ?
- A. 8 674 m
- B. 1 470 m
- C. 3 470 m
- D. 3 970 m
Réponse
D. 3 970 m — √17,64 = 4,2 ; 2 500 + 350 × 4,2 = 2 500 + 1 470 = 3 970 m. Oublier la racine donne 8 674 m.
Profondeur ≈ 2 500 + 350 × √t (en m). Quel âge a un plancher situé à 4 495 m de fond ?
- A. 5,7 Ma
- B. 12,84 Ma
- C. 32,49 Ma
- D. 57 Ma
Réponse
C. 32,49 Ma — 4 495 − 2 500 = 1 995 ; 1 995 ÷ 350 = 5,7 = √t ; t = 5,7 × 5,7 = 32,49 Ma.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Quelle affirmation sur la fusion partielle sous une dorsale est exacte ?
- A. Elle est due à un apport d’eau venu d’une plaque qui plonge
- B. Elle résulte d’une baisse de pression à température quasi constante
- C. Elle provient d’une hausse de température du manteau profond sous l’axe
- D. Elle affecte la totalité de la péridotite qui remonte
Réponse
B. Elle résulte d’une baisse de pression à température quasi constante — C’est la décompression adiabatique : la péridotite remonte sans perdre beaucoup de chaleur, la pression baisse et le solidus est dépassé ; une faible fraction seulement fond.
Si la péridotite remontait très lentement sous l’axe, en perdant sa chaleur au fur et à mesure, que se passerait-il ?
- A. Elle refroidirait et risquerait de rester sous son solidus
- B. Elle fondrait davantage, restant plus longtemps sous l’axe
- C. Rien ne changerait : seule la pression compte pour fondre
- D. Elle fondrait en entier en approchant de la surface
Réponse
A. Elle refroidirait et risquerait de rester sous son solidus — La fusion demande que la roche garde presque toute sa chaleur pendant que la pression baisse (décompression adiabatique) : une remontée lente la refroidirait, et sa température pourrait rester sous le solidus, même abaissé. La fusion n’est jamais totale.
Pourquoi la croûte manque-t-elle par endroits sur une dorsale lente ?
- A. L’eau de mer l’a dissoute en quelques milliers d’années
- B. Elle a plongé sous la plaque voisine juste après sa formation
- C. Les sédiments l’ont recouverte et transformée en manteau
- D. Le magma y est trop peu abondant pour la construire partout
Réponse
D. Le magma y est trop peu abondant pour la construire partout — L’activité magmatique est réduite : là où le magma manque, les failles normales amènent directement le manteau à l’affleurement.
Un élève drague des serpentinites à l’axe d’une dorsale et conclut à une éruption récente. Où est l’erreur ?
- A. Ce sont des sédiments, et non des roches du fond
- B. Ce sont des gabbros refroidis dans la chambre
- C. Ce sont des roches du manteau hydratées, pas du magma
- D. Ce sont des laves qui se sont figées lentement
Réponse
C. Ce sont des roches du manteau hydratées, pas du magma — Une serpentinite est une péridotite transformée par l’eau de mer à l’état solide : elle montre un manteau à l’affleurement, pas une éruption.
La lithosphère océanique s’épaissit en vieillissant parce que…
- A. des laves s’accumulent en surface, de plus en plus loin de l’axe
- B. le manteau sous-jacent refroidit sous l’isotherme 1 300 °C
- C. la croûte de 7 km continue de s’épaissir
- D. les sédiments finissent par atteindre 100 km
Réponse
B. le manteau sous-jacent refroidit sous l’isotherme 1 300 °C — La base de la lithosphère suit l’isotherme 1 300 °C : en refroidissant, de la péridotite de l’asthénosphère devient rigide et s’ajoute par le bas.
L’âge d’un plancher est multiplié par 16. Par combien son épaisseur de lithosphère est-elle multipliée ?
- A. 4
- B. 16
- C. 8
- D. 256
Réponse
A. 4 — e ≈ 10 × √t : multiplier t par 16 multiplie √t par √16 = 4.
Pourquoi la densité moyenne de la lithosphère océanique reste-t-elle inférieure à 3,3 ?
- A. Le manteau lithosphérique s’allège en vieillissant
- B. L’eau de mer remplit les pores de tout le manteau
- C. La lithosphère ne dépasse jamais 50 km d’épaisseur
- D. La croûte, moins dense, en fait toujours partie
Réponse
D. La croûte, moins dense, en fait toujours partie — Même très épaisse, la lithosphère garde ses 7 km de croûte (≈ 2,9) : la moyenne pondérée reste sous 3,3.
Pourquoi les fumeurs noirs se trouvent-ils près de l’axe des dorsales ?
- A. Les sédiments y sont plus épais qu’ailleurs sur le plancher
- B. La lithosphère y est la plus épaisse
- C. L’eau y est chauffée près de la chambre magmatique
- D. Le manteau y est le plus froid du plancher
Réponse
C. L’eau y est chauffée près de la chambre magmatique — À l’axe, le magma est tout proche : l’eau infiltrée y est portée à 350-400 °C avant de ressortir.
Un gabbro montre un minéral hydraté de haute température, puis, formés plus tard, des minéraux hydratés de basse température. On en déduit que…
- A. le gabbro a fondu, puis a cristallisé une seconde fois
- B. l’eau a agi à des températures de plus en plus basses
- C. le magma s’est refroidi très vite au contact de l’eau
- D. la roche s’est enfoncée dans le manteau en vieillissant
Réponse
B. l’eau a agi à des températures de plus en plus basses — Hornblende à haute température, près de l’axe ; chlorite et actinote à plus basse température : en s’éloignant de l’axe, la roche a été hydratée de plus en plus froid, toujours à l’état solide.
Qu’est-ce qui distingue la mer Rouge d’un rift continental comme celui de l’Afrique de l’Est ?
- A. Une dorsale y fabrique déjà de la croûte océanique
- B. Seule la mer Rouge est bordée de failles normales
- C. Seule la mer Rouge connaît un volcanisme basaltique
- D. La lithosphère s’y épaissit au lieu de s’amincir
Réponse
A. Une dorsale y fabrique déjà de la croûte océanique — Dans un rift, la lithosphère continentale s’amincit, avec failles normales et volcanisme basaltique ; en mer Rouge, elle s’est rompue : une dorsale s’y est individualisée et fabrique de la lithosphère océanique. Failles normales et basaltes existent dans les deux cas.
En vieillissant, une lithosphère océanique passe de 15 à 55 km d’épaisseur. Son manteau lithosphérique passe de…
- A. 15 à 55 km
- B. 8 à 55 km
- C. 22 à 62 km
- D. 8 à 48 km
Réponse
D. 8 à 48 km — La croûte garde ses 7 km : le manteau lithosphérique passe de 15 − 7 = 8 km à 55 − 7 = 48 km ; seul lui s’épaissit, par le bas.
Pourquoi une dorsale rapide a-t-elle un axe bombé plutôt qu’une vallée ?
- A. Ses failles normales sont plus nombreuses
- B. Son plancher y est plus ancien et plus épais
- C. Un magma abondant l’alimente en permanence
- D. L’eau de mer y dépose plus de sédiments
Réponse
C. Un magma abondant l’alimente en permanence — Sous une dorsale rapide, une chambre magmatique quasi permanente soutient un dôme axial ; sur une dorsale lente, les failles normales l’emportent et dessinent une vallée.
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