Lycée · Terminale · Spécialité SVT
Convergence lithosphérique et formation des chaînes de montagnes
Subduction, collision et orogenèse — programme de Spécialité SVT Terminale (Géologie et enjeux climatiques)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
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
Qu'est-ce que la subduction ?
- A. Le rapprochement de deux plaques continentales
- B. Le plongement d'une plaque lithosphérique dans le manteau
- C. La formation d'une dorsale océanique
- D. L'étirement de la lithosphère continentale
Réponse
B. Le plongement d'une plaque lithosphérique dans le manteau — La subduction est le plongement d'une plaque (généralement océanique) sous une autre dans le manteau.
Quelle propriété permet à la lithosphère océanique de subduire ?
- A. Sa grande épaisseur
- B. Sa faible température
- C. Sa densité élevée
- D. Sa richesse en silice
Réponse
C. Sa densité élevée — La lithosphère océanique vieille a une densité d'environ 3,3 g/cm³, supérieure à celle de l'asthénosphère, ce qui la fait plonger.
Comment s'appelle la dépression bathymétrique qui marque la zone de plongée d'une plaque ?
- A. Dorsale
- B. Fosse océanique
- C. Rift
- D. Prisme d'accrétion
Réponse
B. Fosse océanique — La fosse océanique est la dépression formée au point de plongée de la plaque subduite.
Que contient une ophiolite ?
- A. Uniquement des granites et des schistes
- B. Des péridotites, gabbros, basaltes en coussins et sédiments pélagiques
- C. Des calcaires de récif et des marnes
- D. Des granites et des basaltes alcalins
Réponse
B. Des péridotites, gabbros, basaltes en coussins et sédiments pélagiques — Une ophiolite est un fragment de lithosphère océanique comprenant manteau (péridotites), croûte (gabbros, basaltes) et sédiments.
Quelle roche HP-BT est caractérisée par la présence de glaucophane bleue ?
- A. Éclogite
- B. Blueschiste (schiste bleu)
- C. Gabbro
- D. Andésite
Réponse
B. Blueschiste (schiste bleu) — Le blueschiste (ou schiste à glaucophane) doit sa couleur bleue à l'amphibole glaucophane, formée en conditions HP-BT.
Dans quel contexte se forment les volcans calco-alcalins ?
- A. Aux dorsales océaniques
- B. Aux points chauds
- C. En zone de subduction
- D. Lors d'une collision continentale
Réponse
C. En zone de subduction — Les volcans calco-alcalins se forment en zone de subduction, alimentés par la fusion partielle du manteau déclenché par les fluides libérés par le slab.
Que se passe-t-il quand deux lithosphères continentales entrent en contact ?
- A. L'une d'elles subducte immédiatement
- B. Il se produit une collision et une orogenèse
- C. Un nouveau rift se crée
- D. Une dorsale océanique apparaît
Réponse
B. Il se produit une collision et une orogenèse — La lithosphère continentale, trop légère, ne peut pas subduire. Les deux plaques entrent en collision et forment des montagnes.
Quel processus explique le soulèvement des montagnes malgré l'érosion ?
- A. La subduction en cours
- B. Le magmatisme
- C. L'isostasie (soulèvement isostatique)
- D. La dérive des continents
Réponse
C. L'isostasie (soulèvement isostatique) — L'isostasie : la croûte épaissie sous les montagnes remonte pour compenser la masse enlevée par l'érosion.
Quel est le nom du plan d'alignement des séismes profonds dans une zone de subduction ?
- A. Plan de Moho
- B. Plan de Gutenberg
- C. Plan de Wadati-Benioff
- D. Plan de Conrad
Réponse
C. Plan de Wadati-Benioff — Le plan de Wadati-Benioff est défini par l'alignement des foyers sismiques dans la plaque plongeante.
Quelle est la densité approximative de la croûte continentale ?
- A. 2,4 g/cm³
- B. 2,8 g/cm³
- C. 3,3 g/cm³
- D. 3,7 g/cm³
Réponse
B. 2,8 g/cm³ — La croûte continentale a une densité d'environ 2,7–2,8 g/cm³, moins dense que le manteau (3,3 g/cm³).
L'Himalaya résulte de la collision entre quelles plaques ?
- A. Europe et Afrique
- B. Pacifique et Amérique du Nord
- C. Inde et Eurasie
- D. Nazca et Amérique du Sud
Réponse
C. Inde et Eurasie — La collision de la plaque indienne avec la plaque eurasiatique (initiée il y a ~50 Ma) a créé l'Himalaya.
Quel terme désigne la formation des reliefs montagneux par les processus tectoniques ?
- A. Érosion
- B. Orogenèse
- C. Isostasie
- D. Rifting
Réponse
B. Orogenèse — L'orogenèse englobe tous les processus (plissements, chevauchements, épaississement crustal) qui produisent des reliefs montagneux.
Niveau moyen — 12 questions
Quelle est la cause principale de la fusion partielle du manteau en zone de subduction ?
- A. L'augmentation de la température par friction
- B. L'apport de fluides aqueux libérés par la déshydratation du slab
- C. La diminution de la pression
- D. Le réchauffement par conduction du slab chaud
Réponse
B. L'apport de fluides aqueux libérés par la déshydratation du slab — L'eau libérée par les minéraux hydratés du slab abaisse le point de fusion des péridotites du coin de manteau, déclenchant la fusion partielle.
À quel faciès métamorphique correspond une roche formée à P > 15 kbar et T ≈ 500°C ?
- A. Schiste vert
- B. Amphibolite
- C. Blueschiste
- D. Éclogite
Réponse
D. Éclogite — L'éclogite se forme à très haute pression (>15 kbar, soit >45 km) et température modérée, conditions caractéristiques de la subduction profonde.
Qu'est-ce qu'un arc insulaire ?
- A. Un archipel côtier formé par l'érosion
- B. Un alignement de volcans calco-alcalins formés lors d'une subduction océanique sous océanique
- C. Un récif corallien entourant une île volcanique
- D. Une zone de rift océanique
Réponse
B. Un alignement de volcans calco-alcalins formés lors d'une subduction océanique sous océanique — Un arc insulaire est un alignement d'îles volcaniques formé lors de la subduction d'une plaque océanique sous une autre plaque océanique (ex. Japon, Antilles).
Pourquoi les laves andésitiques sont-elles plus explosives que les basaltes ?
- A. Elles sont plus chaudes
- B. Elles ont une teneur en SiO₂ plus élevée, les rendant plus visqueuses
- C. Elles contiennent moins d'eau
- D. Elles se forment plus profondément
Réponse
B. Elles ont une teneur en SiO₂ plus élevée, les rendant plus visqueuses — Les andésites (et dacites, rhyolites) sont riches en SiO₂ (>54%), ce qui les rend très visqueuses. Les gaz s'échappent difficilement → éruptions explosives.
Qu'est-ce que la tomographie sismique permet de visualiser ?
- A. La composition chimique des roches en surface
- B. Les zones froides et chaudes dans le manteau, dont le panneau plongeant
- C. La profondeur de la croûte continentale uniquement
- D. Les déplacements des plaques en temps réel
Réponse
B. Les zones froides et chaudes dans le manteau, dont le panneau plongeant — La tomographie sismique mesure les anomalies de vitesse des ondes sismiques dans le manteau, permettant de localiser le slab froid (ondes plus rapides) en profondeur.
Qu'indique la présence d'ophiolites dans une chaîne de montagnes ?
- A. La présence actuelle d'une dorsale océanique
- B. L'existence d'un ancien océan disparu par subduction
- C. Un épisode de rifting récent
- D. L'existence d'un volcanisme de point chaud ancien
Réponse
B. L'existence d'un ancien océan disparu par subduction — Les ophiolites sont des fragments de lithosphère océanique fossilisés dans une chaîne, prouvant la disparition d'un océan par subduction.
Quel est le minéral diagnostic des éclogites ?
- A. Glaucophane et actinote
- B. Jadéite (pyroxène sodique) et grenat
- C. Quartz et feldspath
- D. Olivine et pyroxène
Réponse
B. Jadéite (pyroxène sodique) et grenat — Les éclogites contiennent de la jadéite (pyroxène sodique, haute pression) et du grenat rouge-orangé, formés à plus de 15 kbar.
Que représente le 'slab pull' ?
- A. La poussée exercée par la dorsale sur les plaques
- B. Le poids de la plaque plongeante froide et dense qui tire la plaque vers le bas
- C. La résistance de la plaque chevauchante
- D. La pression exercée par le manteau chaud
Réponse
B. Le poids de la plaque plongeante froide et dense qui tire la plaque vers le bas — Le slab pull est la principale force motrice de la tectonique des plaques : la plaque océanique froide et dense 'tire' la plaque vers le bas en plongeant dans le manteau.
Combien de kilomètres de profondeur peut atteindre le plan de Wadati-Benioff ?
- A. Environ 100 km
- B. Environ 300 km
- C. Environ 700 km
- D. Environ 2 900 km
Réponse
C. Environ 700 km — Les séismes liés à la subduction peuvent se produire jusqu'à environ 700 km de profondeur, marquant l'étendue maximale du slab.
Le Rift Est-Africain représente quelle étape du cycle de Wilson ?
- A. La fermeture d'un océan
- B. L'étape embryonnaire (naissance d'un futur océan)
- C. L'étape mature (grand océan)
- D. La collision finale
Réponse
B. L'étape embryonnaire (naissance d'un futur océan) — Le Rift Est-Africain est un rift continental actif, représentant la toute première étape du cycle de Wilson : la naissance d'un futur océan.
Quelle est l'épaisseur typique de la croûte sous une chaîne de collision (ex. Himalaya) ?
- A. 25–30 km (épaisseur normale)
- B. 40–45 km
- C. 70–80 km
- D. Plus de 100 km
Réponse
C. 70–80 km — Sous les grandes chaînes de collision comme l'Himalaya, la croûte peut atteindre 70 à 80 km d'épaisseur (presque le double de la normale).
Quel type de faille est caractéristique du raccourcissement lors d'une collision ?
- A. Faille normale
- B. Faille décrochante
- C. Faille inverse et nappe de charriage
- D. Graben
Réponse
C. Faille inverse et nappe de charriage — Le raccourcissement horizontal lors d'une collision produit des failles inverses (chevauchements) et des nappes de charriage où des terrains anciens sont poussés au-dessus de terrains plus récents.
Niveau difficile — 12 questions
Un géologue observe dans une roche à la fois de la glaucophane (amphibole HP-BT) et du grenat. Quelle interprétation peut-il faire ?
- A. La roche a subi uniquement un métamorphisme de contact
- B. La roche enregistre un chemin P-T traversant les faciès blueschiste et éclogite : elle a été profondément enfouie
- C. La roche est issue de la fusion partielle du manteau
- D. La roche provient d'un point chaud océanique
Réponse
B. La roche enregistre un chemin P-T traversant les faciès blueschiste et éclogite : elle a été profondément enfouie — La coexistence de glaucophane et de grenat indique que la roche a subi des conditions HP-BT, avec un trajet P-T traversant les champs de stabilité du blueschiste et de l'éclogite, caractéristique d'une subduction profonde.
Dans quel ordre stratigraphique les roches d'une ophiolite se retrouvent-elles normalement, de bas en haut ?
- A. Sédiments → basaltes → gabbros → péridotites
- B. Péridotites → gabbros → basaltes en coussins → sédiments pélagiques
- C. Granites → basaltes → péridotites → sédiments
- D. Gabbros → péridotites → basaltes → calcaires récifaux
Réponse
B. Péridotites → gabbros → basaltes en coussins → sédiments pélagiques — Une ophiolite représente une coupe dans la lithosphère océanique : manteau (péridotites) à la base, puis croûte océanique inférieure (gabbros), croûte supérieure (basaltes en coussins) et enfin sédiments pélagiques.
En quoi les Andes et les Alpes diffèrent-elles du point de vue géodynamique ?
- A. Les Andes résultent d'une collision, les Alpes d'une subduction
- B. Les Andes résultent d'une subduction active (arc continental), les Alpes d'une ancienne collision
- C. Les Andes et les Alpes résultent toutes deux d'une collision continentale
- D. Les Andes sont plus anciennes que les Alpes
Réponse
B. Les Andes résultent d'une subduction active (arc continental), les Alpes d'une ancienne collision — Les Andes résultent de la subduction active de la plaque Nazca sous l'Amérique du Sud (arc continental actif). Les Alpes résultent de la collision Europe-Adriatique après fermeture de la Téthys (collision, subduction terminée).
Quelle réaction chimique d'altération des silicates, favorisée par l'orogenèse, consomme du CO₂ atmosphérique ?
- A. CaCO₃ → CaO + CO₂
- B. CaSiO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + HCO₃⁻ + SiO₂
- C. SiO₂ + H₂O → H₄SiO₄
- D. CO₂ + H₂O → H₂CO₃
Réponse
B. CaSiO₃ + CO₂ + H₂O → Ca²⁺ + HCO₃⁻ + SiO₂ — L'altération des silicates calciques consomme du CO₂ et produit des ions Ca²⁺ et HCO₃⁻ qui seront précipités en CaCO₃ dans l'océan. Ce puits de CO₂ peut refroidir le climat sur le long terme.
Qu'est-ce que l'exhumation tectonique d'une éclogite implique sur l'histoire de la roche ?
- A. La roche a été formée en surface puis enfouie
- B. La roche a été enfouie à grande profondeur (subduction) puis remontée vers la surface lors de la collision
- C. La roche a fondu puis recristallisé
- D. La roche a subi uniquement un métamorphisme thermique
Réponse
B. La roche a été enfouie à grande profondeur (subduction) puis remontée vers la surface lors de la collision — L'exhumation tectonique d'une éclogite signifie qu'elle a d'abord été enfouie à grande profondeur (>45 km, conditions HP-BT de subduction) puis ramenée vers la surface par des processus tectoniques lors de la collision.
Pourquoi les séismes profonds (>300 km) ne se produisent-ils qu'en zone de subduction ?
- A. Parce que la pression y est trop faible
- B. Parce que le slab froid conserve sa rigidité à grande profondeur, contrairement au manteau environnant chaud et ductile
- C. Parce que la composition du manteau change à 300 km
- D. Parce que la vitesse des ondes sismiques augmente fortement à cette profondeur
Réponse
B. Parce que le slab froid conserve sa rigidité à grande profondeur, contrairement au manteau environnant chaud et ductile — Le panneau plongeant (slab) reste plus froid que le manteau environnant. Cette différence thermique le maintient rigide (cassant) jusqu'à ~700 km, ce qui permet les séismes profonds, impossible dans le manteau chaud et ductile.
Quel est le rôle des fluides dans le déclenchement du magmatisme de subduction ?
- A. Ils augmentent la densité du manteau
- B. Ils abaissent le solidus des péridotites, déclenchant leur fusion partielle
- C. Ils refroidissent le coin de manteau et l'empêchent de fondre
- D. Ils sont directement à l'origine du magma calco-alcalin sans passer par la fusion du manteau
Réponse
B. Ils abaissent le solidus des péridotites, déclenchant leur fusion partielle — Les fluides (principalement H₂O) libérés par la déshydratation du slab migrent dans le coin de manteau. Ils abaissent le point de fusion (solidus) des péridotites de 100 à 200°C, déclenchant une fusion partielle qui génère le magma calco-alcalin.
Qu'est-ce que la suture ophiolitique et quelle information apporte-t-elle ?
- A. Une ligne de failles séparant deux domaines géologiques différents
- B. La zone de contact entre deux anciens continents, matérialisée par des ophiolites, cicatrice d'un paléo-océan
- C. Une dorsale océanique fossile visible en surface
- D. Un alignement de volcans éteints
Réponse
B. La zone de contact entre deux anciens continents, matérialisée par des ophiolites, cicatrice d'un paléo-océan — La suture ophiolitique est la zone de jonction entre deux terrains continentaux, marquée par des ophiolites, témoins d'un paléo-océan disparu par subduction. Elle marque la limite entre deux anciennes plaques.
Quelle est la principale différence entre le gradient géothermique normal (~30°C/km) et le gradient de subduction (~8°C/km) ?
- A. Le gradient normal est plus froid que le gradient de subduction
- B. Le gradient de subduction est beaucoup plus faible : la température augmente lentement avec la profondeur dans le slab froid
- C. Le gradient de subduction est identique au gradient normal mais appliqué à un contexte différent
- D. Le gradient normal est mesuré dans le manteau, le gradient de subduction dans la croûte continentale
Réponse
B. Le gradient de subduction est beaucoup plus faible : la température augmente lentement avec la profondeur dans le slab froid — Dans le slab qui plonge rapidement, la T augmente très lentement par rapport à la profondeur (gradient ~8°C/km) car le slab est froid. Cela crée les conditions HP-BT (haute P, basse T) caractéristiques du métamorphisme de subduction.
Pourquoi la remontée des roches depuis le manteau lors de la subduction est-elle géologiquement remarquable ?
- A. Car ces roches deviennent radioactives en profondeur
- B. Car les roches formées à très haute pression (>15 kbar) survivent à la décompression et gardent leurs minéraux HP comme la jadéite
- C. Car elles fondent systématiquement lors de leur remontée
- D. Car elles sont toujours mélangées à des roches du manteau
Réponse
B. Car les roches formées à très haute pression (>15 kbar) survivent à la décompression et gardent leurs minéraux HP comme la jadéite — Les minéraux HP (jadéite, glaucophane) sont métastables lors de la remontée : si la décompression est suffisamment rapide, ils ne se rééquilibrent pas et préservent les témoins des conditions de haute pression, permettant de reconstituer le chemin P-T.
Quel est l'âge approximatif du début de la collision Europe-Adriatique formant les Alpes ?
- A. Il y a 250 millions d'années (Trias)
- B. Il y a 100 millions d'années (Crétacé)
- C. Il y a 50 millions d'années (Éocène)
- D. Il y a 5 millions d'années (Pliocène)
Réponse
C. Il y a 50 millions d'années (Éocène) — La collision entre l'Europe et la microplaque Adriatique débute à l'Éocène (~50 Ma) et se poursuit aujourd'hui, engendrant le soulèvement progressif des Alpes.
Comment les nappes de charriage peuvent-elles inverser l'ordre normal des couches géologiques ?
- A. Par érosion différentielle
- B. Par des chevauchements de grande ampleur qui poussent des terrains anciens au-dessus de terrains plus récents
- C. Par des plissements extrêmes qui retournent les couches
- D. Par l'intrusion de magma entre les couches
Réponse
B. Par des chevauchements de grande ampleur qui poussent des terrains anciens au-dessus de terrains plus récents — Lors d'une collision, des chevauchements de grande ampleur (nappes de charriage) peuvent déplacer des terrains sur des dizaines à des centaines de km, plaçant des roches anciennes (fond de l'océan) par-dessus des roches plus récentes (marge continentale).
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