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Les zones de divergences entre les plaques lithosphériques

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Fonctionnement des dorsales

Img01 : Des dorsales à vitesses de divergences variées

Les dorsales lentes

  • Les dorsales lentes s’ouvrent à une vitesse de 120 mm/an120\ \text{mm/an}.
  • La dorsale atlantique forme une chaîne de montagnes sous-marines. En son centre, la dorsale lente se caractérise par la présence d’un rift qui peut être large de plusieurs kilomètres.
    Au niveau de l’Islande, le rift océanique atlantique se retrouve en surface, ce qui est typique d’une dorsale lente.
  • Le magma, formé dans le manteau, est riche en péridotite qui remonte et se refroidit lentement.
    On retrouve aussi du gabbro, qui est une roche entièrement cristallisée, ce qui est caractéristique d’un refroidissement lent.

Img02 : Une dorsale lente

Les dorsales rapides

  • Les dorsales rapides s’ouvrent à une vitesse de 25 mm/an25\ \text{mm/an}.
  • Elles forment des chaînes de montagnes avec des reliefs plus importants que les dorsales lentes, mais leurs rifts sont moins larges.
  • La péridotite fondue ne remonte pas telle qu’elle jusqu’en surface. Elle remonte sous la forme de panaches de magma, au contact de l’eau, la lave se refroidit immédiatement, ce qui forme le basalte, une roche partiellement cristallisée caractéristique d’un refroidissement rapide.

Img03 : Une dorsale rapide

La formation de la croûte océanique au niveau des dorsales

  • Le magma est un mélange de roches partiellement fondues. Donc, le magma est constitué de péridotites en partie liquides et en partie solides.

Img03 : Graphique montrant l’état de la péridotite en fonction de la pression et de la température

  • Le géotherme est une courbe qui représente l’augmentation de la température et fonction de la profondeur.
  • Le graphique indique que, sous la dorsale, le magma se forme là où le géotherme dépasse la limite du solidus.
  • Une fois formé, la densité du magma baisse, il migre vers la surface, où il s’accumule dans la chambre magmatique.
  • Grâce aux failles générées par la poussée, le magma est refroidi, soit lentement (formation du gabbro), soit rapidement (formation du basalte « en coussin »).

Img04 : La remontée du magma sous une dorsale

  • Les dorsales présentent une forte activité volcanique. La lave libérée par celles-ci forme le nouveau plancher océanique au niveau du rift.

Le devenir de la lithosphère océanique

  • La lithosphère est le nom donné à l’enveloppe externe de la Terre qui englobe la croûte et le manteau supérieur, deux couches solides. Elle se trouve au-dessus de l’asthénosphère, qui est visqueuse.

La maturation physique de la lithosphère océanique

  • La croissance par l’accumulation de matériaux est appelée l’accrétion.
  • En s’éloignant du centre d’accrétion, la lithosphère océanique se refroidit. Durant ce refroidissement, la densité de la lithosphère augmente. En outre, l’arrivée continue de nouveaux matériaux provoque son épaississement.
  • La plaque lithosphérique plonge dans l’asthénosphère.

Img05 : Évolution de la densité de la lithosphère océanique

Hydratation de la lithosphère océanique

  • L’eau de mer circulant au-dessus de la lithosphère océanique accélère son refroidissement. De plus, cette eau s’infiltre grâce aux cassures présentes dans les roches.
  • Les « fumeurs noirs » sont des ensembles géologiques typiques des dorsales.

Img06 : Circulations hydrothermales à la surface de la lithosphère océanique

  • Avec l’augmentation de la densité de la lithosphère, les roches s’enfoncent dans l’asthénosphère.
  • Cet enfouissement provoque une augmentation de la pression.
  • L’enfouissement s’accompagne aussi d’une augmentation de température, les roches se rapprochent du magma.
  • L’eau infiltrée va elle aussi modifier l’environnement physico-chimique des roches lithosphériques.
  • Les roches subissent ainsi un métamorphisme.
  • Le métamorphisme est un ensemble de transformations subies par une roche sous l’effet d’une variation de pression et/ou de température. Dans le cas des dorsales, le métamorphisme est aussi dû à l’hydratation des roches.

Img07 : Le métamorphisme d’une zone de divergence

  • Dans la croûte, le gabbro est formé de minéraux typiques : le plagioclase et le pyroxène. Lorsqu’il est métamorphisé, il se transforme en métagabbro dans lequel le pyroxène est remplacé par l’amphibole.
  • Dans le manteau, la péridotite, qui est initialement riche en minéraux d’olivine et de pyroxène, est métamorphisée en péridotite dite serpentinisée, car elle contient une grande quantité d’un nouveau minéral : la serpentine.