CHAPITRE
Plan
1Les traces d’un océan et de sa subduction dans une chaîne de montagnes
A) Les traces d’un ancien domaine océanique : les ophiolites
- ex. : ophiolites de Chamrousse, du Chenaillet (Alpes, cf. onglet Schémas clé) ou d’Oman
- association de serpentinite, de (méta)gabbro, de basalte dans les chaînes de montagnes : roches caractéristiques du domaine océanique
- association présente ou non, complète ou incomplète : histoire différente pour chaque chaîne de montagnes
- présence parfois de sédiments océaniques. Ex. : calcaires marins
B) Les traces d’une ancienne marge continentale passive
- ex. : bloc basculé de Taillefer (Alpes, cf. onglet Schémas clé)
- association de failles normales, blocs basculés, sédiments pré-, syn- et post-rifts
- traces d’un contexte extensif, donc de divergence : formation d’un océan
C) Les traces d’une subduction : le métamorphisme de subduction
- ex. : éclogites du massif de Dora Maira (Alpes)
- passage des faciès schistes verts aux schistes bleus puis aux éclogites : augmentation de la pression et de la température associée à la subduction
- transition de faciès associée aux réactions métamorphiques de déshydratation de la plaque plongeante (cf. chapitre 6)
- volcanisme typique des zones de subduction (cf. chapitre 6)
D) Les mécanismes de la subduction
- refroidissement de la lithosphère océanique en s’éloignant de la dorsale : augmentation de sa densité et de sa profondeur sous l’eau avec son âge (subsidence thermique)
- densité lithosphère océanique > densité critique = plongée de la lithosphère océanique dans l’asthénosphère
- densité éclogite = 3,4 > densite asthénosphère = 3,2 : traction de la plaque plongeante
- subduction mise en place et entretenue par l’augmentation de densité de la lithosphère océanique
Transition : la mise en place d’une chaîne de montagnes débute souvent par la formation puis la disparition d’un domaine océanique via le processus de subduction. Ce processus, permis par l’augmentation de densité de la lithosphère océanique, est à l’origine d’un magmatisme produisant des matériaux continentaux. Ces étapes préludent à la formation d’une chaîne de montagnes, qui s’effectue majoritairement lors du processus de collision.
2Les traces d’une collision dans une chaîne de montagnes
A) Les traces d’un affrontement entre deux plaques : la suture océanique
- ex. : présence d’ophiolites au sommet du Chenaillet (2 650 m)
- suture entre le domaine océanique et le domaine continental : affrontement des deux lors d’un mouvement de convergence
B) Les traces d’un épaississement crustal
- ex. : alternance de couches (plissées et faillées) récentes-âgées-récentes dans le massif de la Chartreuse (Alpes, région de Grenoble)
- processus de charriage de nappes les unes sur les autres lors de la convergence
- mesures sismiques : profondeur du Moho pouvant atteindre 80 km sous les chaînes de montagnes récentes
C) Les mécanismes de formation d’une chaîne de montagnes
- convergence : compression tectonique
- réponse de la lithosphère continentale : plis en profondeur (comportement plastique dû à la forte température), failles inverses en surface (comportement cassant)
- chevauchement et empilements de nappes de charriages sur des kilomètres
- résultats : raccourcissement et épaississement menant à une racine crustale profonde par équilibre isostatique (cf. chapitre 6)
Transition : une chaîne de montagnes se forme par divers processus tous liés aux phénomènes de convergence et de compression imposés par la subduction océanique. Ce relief nouvellement formé va être soumis à l’érosion provoquant le recyclage de ses matériaux.
3Les traces du démantèlement d’une chaîne de montagnes
A) Les chaînes de montagnes anciennes et récentes
- ex. : comparaison d’altitudes entre le Massif Central (en moyenne 700 m) et les Alpes (en moyenne 2 000 m)
- présence de roches métamorphiques et plutoniques de grande profondeur à l’affleurement dans les chaînes anciennes
- Moho à plus faible profondeur dans les chaînes anciennes
B) Le démantèlement par altération, érosion et sédimentation
- ex. : altération d’un granite en argiles par l’eau, minéralisation des eaux de source
- désagrégation des roches par l’altération physique et chimique : gel, glacier, hydrolyse, dissolution, etc.
- transport des produits (particules ou ions) de l’altération par l’eau : flux sédimentaires de l’amont (les reliefs) vers l’aval (le niveau de la mer)
- dépôts de ces produits lors de la sédimentation plus ou moins loin de la chaîne de montagnes. Ex. : delta du Rhône
C) Le démantèlement par des phénomènes tectoniques
- ex. : séisme de type extensif le 07 avril 2014 dans les Alpes
- activités tectoniques après la formation des chaînes de montagnes conduisant à leur démantèlement par étirement : effondrement gravitaire par réajustement isostatique (cf. chapitre 6)
D) Le recyclage des matériaux continentaux : le cycle des roches
- ex. : roches continentales → sédiments océaniques → subduction → magmatisme
- recyclage des matériaux continentaux dès la mise en place d’un relief
- processus de remontée des roches profondes par rebond isostatique : affleurement de roches métamorphiques et plutoniques
- synthèse : cycle des roches (cf. onglet Schémas clé)
Bilan : les chaînes de montagnes ont conservé des traces de leur histoire permettant aux géologues de la reconstruire, avec plus ou moins de précision. Ce sont des entités dynamiques dont la mise en place et le démantèlement s’inscrivent plus largement dans le cycle des roches et la tectonique des plaques.
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