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SITUATION DECLENCHANTE Vidéo: éruption dun volcan au Japon le 6 Novembre 2006 Présenter quelques caractéristiques du volcanisme associé à la subduction.

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2 SITUATION DECLENCHANTE Vidéo: éruption dun volcan au Japon le 6 Novembre 2006 Présenter quelques caractéristiques du volcanisme associé à la subduction à laide de la vidéo.

3 PROBLEMATIQUE Etablir les conditions et les mécanismes nécessaires à la genèse dun magma dans les zones de subduction.

4 OBJECTIF Poser le problème relatif à la formation de magma sous larc volcanique dune zone de subduction. Formuler une hypothèse explicative sur la cause possible de la fusion partielle de la péridotite de la plaque chevauchante. Tester cette hypothèse par une expérience de modélisation de la fusion partielle de la péridotite. Vérifier la validité de cette hypothèse par une simulation de la formation de magma dans une zone de subduction. Mettre en relation les conditions nécessaires à la fusion partielle de la péridotite et les transformations minéralogiques des roches de la croûte océanique au cours de la subduction afin dexpliquer la genèse du magma dans les zones de subduction.

5 CONSIGNE Formuler une hypothèse explicative. Pour cela: - Identifier les minéraux dune lame mince de roche volcanique: landésite échantillonnée dans une zone de subduction observée au microscope polarisant. - Compléter alors le tableau comparatif des minéraux de landésite et du basalte de dorsale dans le document annexe TP6. - Utiliser les fonctions du logiciel « MinUSc » pour rechercher la composition atomique des minéraux propres à andésite (c.a.d non présents dans le basalte). Mettre en évidence les atomes communs et spécifiques de ces minéraux.(par rapport à un minéral témoin) - Emettre une hypothèse, intégrant la donnée précédente, sur la condition nécessaire à la fusion partielle de la péridotite pour générer des magmas dans une zone de subduction. Tester lhypothèse par une expérience de modélisation de la fusion partielle de la péridotite. Voir Fiche protocole de modélisation de la fusion partielle de la péridotite Tester lhypothèse par une simulation utilisant le logiciel « Magma » afin de modéliser la cristallisation dun magma de composition andésitique. Voir Fiche protocole utilisation du logiciel Magma Rechercher les mécanismes permettant lobtention des conditions nécessaires à la fusion partielle de la péridotite. Pour cela: -Retrouver les minéraux caractéristiques des différents faciès de la croûte océanique. Voir logiciel « Subduction » -Déterminer la composition chimique de ces minéraux par le logiciel « MinUsc afin de préciser létat dhydratation ou de déshydratation des roches de chaque faciès.(présenter ces données dans un tableau) -Enoncer les mécanismes mis en jeu permettant la fusion partielle de la péridotite Poser le problème relatif à la formation de magma dans une zone de subduction. Pour cela: - Repérer les profondeurs des isothermes situées à laplomb de larc volcanique dans la fiche Modèle des isothermes en zone de subduction. -Tracer alors le profil des températures correspondant, sur le document annexe TP6 montrant les différents états de la péridotite anhydre dans un diagramme PT (indiquer sur ce diagramme le domaine de fusion observée dans la réalité et la limite supérieure de la plaque subduite à laplomb de larc volcanique) - Montrer que les conditions nécessaires à la fusion partielle de la péridotite anhydre sont incompatibles avec la profondeur de formation des magmas.

6 Modèle des isothermes en zone de subduction Modèle des isothermes en zone de subduction Protocole dutilisation du logiciel « Magma » Protocole dutilisation du logiciel « Magma » Protocole de modélisation de la fusion partielle de la péridotite Protocole de modélisation de la fusion partielle de la péridotite Diagramme PT Différents états de la péridotite Diagramme PT Différents états de la péridotite Protocole dutilisation du logiciel « MinUSc » Protocole dutilisation du logiciel « MinUSc » Consigne Observation au MP de roches continentales de subduction Observation au MP de roches continentales de subduction

7 - Cliquer sur « entrer de nouvelles données » - Choisir « andésite » dans le menu « roches présélectionnées ». - Sélectionner Température: 1000°C. Vitesse de refroidissement: 7. Repérer les minéraux formés et les comparer à ceux de la lame mince dandésite. - Reprendre une simulation en supprimant le facteur supposé nécessaire à la fusion partielle de la péridotite. - Sélectionner Température: 1000°C. Vitesse de refroidissement: 7. Repérer les minéraux et identifier la roche formée. Utilisation du logiciel Magma Ressources Consigne

8 Ressources Consigne Observation au MP des roches continentales de zones de subduction Observation andésite en LPA

9 Ressources Matériel: Un composé chimique à létat anhydride et à létat hydraté ( hydrogénophosphate disodique anhydre et hydraté ) Un bec électrique 2 tubes à essai Une spatule 2 porte-tube pour bec électrique Portoir de tubes à essai thermomètres électroniques (allant jusquà 200 °C) modélisation de la fusion partielle de la péridotite Enoncer la conséquence vérifiable de lhypothèse formulée précédemment Ecrire le protocole à suivre pour tester cette hypothèse Consigne

10 Ressources Lecture de la température de fusion du produit anhydre Protocole de modélisation de la fusion partielle de péridotite selon son état dhydratation : utilisation du banc Kofler Dépôt du produit sur le banc Kofler Consigne

11 Ressources Modèle des isothermes en zone de subduction Zone de formation des magmas à lorigine de larc volcanique Consigne

12 Ressources Diagramme PT montrant les différents états de la péridotite hydratée Diagramme PT montrant les différents états de la péridotite anhydre Consigne

13 Ressources Diagramme PT montrant les différents états de la péridotite hydratée Utilisation du logiciel minUSc ( logiciel de visualisation des MINéraux à Usage Scolaire ) Sélectionner le minéral Noter la composition atomique Dans formule compléter ce tableau en ce qui concerne les éléments chimiques intéressants Consigne


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