La tectonique des plaques

Exercice 1 — Limites de plaques et leur identification
Corrigé :
Limites divergentes (1 pt) : les plaques s'écartent ; il y a accrétion de nouvelle croûte océanique à l'axe d'une dorsale. Ex. : dorsale médio-Atlantique.
Limites convergentes (1 pt) : les plaques se rapprochent ; une plaque océanique plonge sous une autre plaque (subduction), formant fosse et arc volcanique ; ou deux continents entrent en collision. Ex. subduction : fosse du Pérou-Chili / plaque Nazca. Ex. collision : Himalaya.
Limites coulissantes (1 pt) : les plaques glissent latéralement l'une par rapport à l'autre le long d'une faille transformante. Ex. : faille de San Andreas (Californie).
1 pt pour les exemples géographiques (au moins deux corrects).

Exercice 2 — Accrétion océanique et preuves
Corrigé :
Mécanisme (2 pts) : Les deux plaques s'écartent (1). La pression diminue et les péridotites du manteau fondent partiellement par décompression adiabatique (1). Le magma basaltique remonte, se solidifie et forme de la nouvelle croûte océanique symétriquement de part et d'autre de l'axe.
Paléomagnétisme (2 pts) : Lors de la cristallisation, les minéraux ferromagnétiques s'orientent selon le champ magnétique ambiant (1). Les inversions successives du champ magnétique créent des bandes d'aimantation normale et inverse, symétriques de part et d'autre de la dorsale (1). Cette symétrie prouve que les basaltes se forment à l'axe et s'éloignent progressivement.
Autre preuve (1 pt) : GPS (mesure directe des déplacements actuels), âge croissant des basaltes en s'éloignant de la dorsale, concordances fossiles (ex. Glossopteris), ou forage océanique (DSDP/ODP).

Exercice 3 — Calcul et raisonnement quantitatif
Corrigé :
Largeur Atlantique (2 pts) : $d = v \times t = 2 \times 10^{-2} \text{ m/an} \times 180 \times 10^6 \text{ an} = 3{,}6 \times 10^6 \text{ m} = 3600 \text{ km}$ (1 pt pour le calcul, 1 pt pour l'unité et le résultat). Remarque : la valeur réelle est ~6 000 km car la vitesse n'a pas été constante et l'Atlantique est plus large au niveau de l'équateur.
GPS (2 pts) : 18 mm/an = 1,8 cm/an (1 pt). $d = 1{,}8 \times 10^{-2} \times 10^4 = 180 \text{ m}$ (1 pt).

Exercice 4 — La subduction : mécanismes et conséquences
Corrigé :
Densité (1 pt) : La lithosphère océanique est composée de basaltes et gabbros (densité ~3,0 g/cm³), plus dense que l'asthénosphère. Sa densité élevée (liée à sa composition et à son refroidissement) lui permet de plonger sous son propre poids.
Conséquences (2 pts, 1 pt chacune, 2 sur les 4 suivantes) : (1) Séismes profonds le long du plan de Wadati-Benioff. (2) Volcanisme explosif (eau libérée par la plaque → fusion du manteau → magmas riches en eau et silice). (3) Métamorphisme haute pression, basse température dans la plaque subduite. (4) Formation d'une fosse océanique et d'un arc volcanique.
Comparaison (1 pt) : Subduction océan-continent : la plaque océanique (plus dense) plonge sous le continent → fosse + volcanisme. Collision continent-continent : les deux plaques sont trop légères pour subduire → épaississement crustal, formation de montagnes sans volcanisme (ex. Himalaya).

Exercice 5 — Synthèse : le cycle de Wilson
Corrigé :
Le cycle de Wilson décrit l'ouverture et la fermeture d'un océan (3 pts pour les 3 étapes principales bien décrites et illustrées) :
1. Rifting continental (1 pt) : la lithosphère continentale s'étire et se fracture (graben). Ex. actuel : rift est-africain (Éthiopie, Kenya).
2. Ouverture et expansion (1 pt) : une dorsale se forme, l'océan s'élargit par accrétion. Ex. actuel : Atlantique (s'ouvre depuis ~180 Ma). Ex. jeune : mer Rouge.
3. Fermeture par subduction et collision (1 pt) : la lithosphère océanique plonge en subduction, l'océan se ferme. La collision finale des continents forme une chaîne de montagnes. Ex. : fermeture de l'océan Téthys → collision Inde-Eurasie → Himalaya (il y a ~50 Ma).