Les instructions officielles du programme de terminale S :
Thème 1-B-1 La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale
[…] La lithosphère est en équilibre (isostasie) sur l'asthénosphère.
L'épaisseur de la croûte résulte d'un épaississement lié à un raccourcissement et un empilement. On en trouve des indices tectoniques (plis, failles, nappes) […]. Les résultats conjugués des études tectoniques et minéralogiques permettent de reconstituer un scénario de l'histoire de la chaîne.
Thème 1-B-2 La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes
[…] …comprendre une situation privilégiée de raccourcissement et d'empilement et donc de formation de chaînes de montagnes.
[…] …la partie supérieure de la croûte s'épaissit par empilement de nappes dans la zone de contact entre les deux plaques.
Thème 1-B-4 La disparition des reliefs
Tout relief est un système instable qui tend à disparaître aussitôt qu'il se forme.
[…] Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solide ou soluble, le plus souvent par l'eau, jusqu'en des lieux plus ou moins éloignés où ils se déposent (sédimentation). […] L'ensemble de ces phénomènes débute dès la naissance du relief et constitue un vaste recyclage de la croûte continentale. »
• Proposition 1 : Epaississement de la croûte continentale par raccourcissement et empilement
- Question : Quels sont les mécanismes à l'origine de l'épaississement de la croûte continentale sur le rebord sud du massif du Pelvoux-Ecrins ?
- Observations, exploitation :
Faits observés |
Exploitation |
Les altitudes sont plus élevées au niveau du Massif cristallin du Vieux Chaillol (3163m) que dans la vallée du Champsaur (env 1000m)- coupe topographique Nord-Sud avec Google Earth |
- la croûte continentale est épaissie au niveau du Massif cristallin du Vieux Chaillol (partie sud du massif des Ecrins) |
Chevauchement des micaschistes (d'âge hercynien) du Vieux Chaillol sur roches sédimentaires marno-calcaires ( d'âge Trias-Lias -Jurassique). |
- cette disposition, anormale chronologiquement, témoigne d'un contexte de convergence et d'empilement des matériaux |
Déformations visibles des matériaux rocheux: (anticlinal déversé vers le sud dans l'unité du vieux Chaillol) , synclinal dans l'unité des roches sédimentaires secondaires. |
- ces déformations témoignent d'une situation de raccourcissement et d'empilement des matériaux |
Bilan : L’orogénèse alpine se réalise dans un contexte de convergence. Le raccourcissement et l'empilement des roches (ici le socle cristallin sur les sédiments ) de la croûte continentale contribue à son épaississement . Cette orogenèse avait débuté avant l'Eocène. |
• Proposition 2 : Naissance et remplissage d’un bassin flexural
- Question : Quel est le message enregistré par la succession stratigraphique Eocène ?
Observations, exploitation :
Faits observés |
Exploitation |
La série Eocène repose en discordance sur le chevauchement du Vaccivier par l’intermédiaire d’une conglomérat peu épais |
- Transgression sur une surface d’érosion (ici, le socle cristallin) et sédiments secondaires. Cette sédimentation détritique fluviatile témoigne d’une transgression sur une surface préalablement soumis à l’érosion |
Passage de calcaires gréseux à des calcaires de plateforme
Passage rapide de calcaire de plateforme à des calcaires à globigérines
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- Sédimentation marine peu profonde avec apport détritique parfois émersion - retour à une sédimentation marine pélagique (subsidence) |
Grès du Champsaur sur plusieurs centaines de mètres d'épaisseur |
- sédimentation détritique liée à des courants de turbidité. Ce détritisme est lié à l’érosion des reliefs alpins en cours de surrection. La puissance de la formation est lié à la subsidence du bassin d'avant chaîne. |
Bilan : L’orogénèse alpine crée par l'épaississement une surcharge qui déforme la lithosphère avec un grand rayon de courbure (flexuration) du fait de son élasticité. Il se crée un bassin d’avant-chaîne (ou bassin flexural), réceptacle du détritisme lié à l’érosion et lieu de la transgression nummulitique (lien vers la page « Moissière / Bilan) |
• Proposition 3 : Le recyclage des matériaux de la croûte continentale
Problématique : Il est fréquent d’entendre les élèves dire à propos d’une chaîne de montagnes : « Une chaîne de montagnes se forme, puis elle est soumise à l’érosion ». Cette conception initiale de certains élèves laisse penser que l’orogénèse et l’érosion sont deux étapes chronologiquement distinctes et successives dans l’histoire d’une chaîne de collision. On cherche à confronter cette conception à la réalité du terrain.
Observations, exploitation :
Faits observés |
Exploitation |
Le premiers sédiments de l'Éocène sont des galets de micaschistes. Ces micaschistes sont identiques à ceux de l'unité du massif du Chaillol. |
Quelle est l’origine de ce détritisme ?
Ce détritisme trouve sa source dans la surrection et l’érosion des reliefs alpins proches du Massif de Chaillol ; ces événements sont contemporains. |
Les grès du Champsaur, sédiments plus récents de l'Eocène, sont déformés par des plis et failles dans les pentes du Pic Queyrel |
Ces déformations témoignent d'un mouvement de convergence après l'Eocène |
Des sédiments détritiques contemporains de l’orogénèse alpine constituent l’ossature même des reliefs alpins |
La formation d’un relief entraîne immédiatement une sédimentation détritique associée à l’érosion de ce relief. Avec la poursuite de l’orogénèse, ces sédiments sont à leur tour incorporé aux reliefs naissants. |
Bilan : A mesure que les reliefs s’édifient, la surcharge créée une flexure de la lithosphère à l’origine d’un bassin flexural dans l’avant-pays. Celui-ci joue le rôle de réceptacle à sédiments en provenance de l’érosion des reliefs en construction. Il se comble progressivement, et à mesure de que l’onde de collision progresse, il se déforme et s’incorpore à l’orogène. De nouveaux bassins se créent à mesure que le font de collision progresse vers les zones externes.
On peut envisager la construction, avec les élèves, d’un schéma bilan (voir schéma ci-contre) illustrant ce couplage tectonique / érosion / sédimentation avec recyclage des matériaux de la croûte continentale. |