Expliquer les mécanismes aboutissant à la formation des roches de la croûte océanique à partir des roches du manteau

« Correction Bac Blanc du 17/01/22 – Sciences de la vie et de la Terre Au fond des océans, au niveau des plaines abyssales, se trouvent des zones de divergences caractéristiques où se forme la croûte océanique : les dorsales océaniques.

Il existe deux types de dorsale (rapide ou lente) selon les forces de traction plus ou moins importantes exercées de part et d’autre de la zone de rifting, c’est-à-dire au cœur de cette divergence.

La divergence entraîne un rétrécissement de la croûte océanique, engendrant, mécaniquement, une remontée des couches se situant sous cette croûte et notamment du manteau terrestre.

Cette remontée entraîne la fusion partielle des roches constituant le manteau, les péridotites.

Ce magma peut ensuite refroidir à différents niveaux, permettant la formation de roches variées, constitutives de cette nouvelle croûte océanique, formée au niveau des dorsales.

Par la suite de cette étude, nous détaillerons quelles roches sont ainsi formées au niveau des dorsales rapides et lentes et composant la croûte océanique. Comme énoncé en introduction, les péridotites sont les roches constituant le manteau terrestre.

Au niveau d’une dorsale océanique, ces roches sont amenées à remonter mécaniquement, du fait du rétrécissement de la croûte océanique.

Cette remontée se faisant sans modification de la température mais avec une diminution de la pression, on dit que les péridotites subissent une décompression adiabatique.

L’analyse d’un diagramme de phase des péridotites au niveau d’une zone de dorsale nous permet de déterminer l’état physique (solide ou liquide) d’une péridotite selon les conditions de pression et de température (voir figure 1).

Le géotherme est une courbe théorique traçant l’évolution des conditions de pression et de température selon la profondeur au niveau d’une zone donnée. Ici, le géotherme bleu correspond à l’évolution des conditions de pression et de température au niveau d’une plaine abyssale.

On peut ainsi observer que la péridotite reste au niveau de ces zones au sein du domaine « solide ».

La décompression adiabatique, mentionnée précédemment, engendre une remontée de ce géotherme (géotherme rouge sur la figure). Ainsi, la péridotite peut se trouver dans ces nouvelles conditions à l’état « solide + liquide ». On parle alors de fusion partielle de la péridotite du fait de la décompression adiabatique subie par celle-ci.

Il y a alors formation de magma, qui selon les conditions de refroidissement, permettra la mise en place de différentes roches. Figure 1 : Diagramme de phases de la péridotite au niveau d’une dorsale Au niveau des dorsales rapides, l’apport en magma est important et continu.

Il y a ainsi un volcanisme soutenu et mise en place d’une vraie chambre magmatique.

Il y a alors plusieurs possibilités de refroidissement pour ce magma, formé par la fusion partielle des péridotites.

En remontant à la surface, le magma rencontre directement l’eau de mer.

Ainsi, le refroidissement est extrêmement rapide, voire instantané.

Ces conditions ne permettent ainsi pas la mise en place de cristaux (état ordonné de la matière) sur l’intégralité de la roche.

On aura ainsi formation de roche dont la texture, c’est-à-dire l’agencement des minéraux entre-eux, est dite microlithique et hémicristalline.

On dit de cette roche qu’elle est en effet hémicristalline car elle est constituée de cristaux répartis au sein d’une pâte, le verre (état désordonné de la matière).

On parle également de texture microlithique du fait que des microlithes (sortes de bâtonnets) sont répartis au sein de cette pâte.

C’est ainsi que se forme le basalte en coussin (ou pillow lava), roche de la croûte océanique en contact direct avec l’eau.

Plus en profondeur, du magma peut rester piégé.

Son refroidissement se fait ainsi lentement, permettant une cristallisation totale de la roche formée.

On dit alors de cette roche qu’elle est holocristalline et de texture grenue (minéraux jointifs).

Cette roche est le gabbro, et est donc située plus en profondeur.

Entre les couches de basaltes en coussin et de gabbro, on trouve une zone « intermédiaire » formée de gabbros au sein desquels on trouve des filons de basalte.

On nomme ces roches les complexes filoniens.

La composition de la croûte océanique est alors la suivante, de la surface vers la profondeur : basalte en coussin (pillow lava), complexe filonien, gabbro (voir figure 2). Cependant, ces conditions de magmatisme continu ne sont pas rencontrées au niveau de l’ensemble des dorsales et notamment au niveau des dorsales dites lentes. Figure 2 : Schéma d’une dorsale rapide (ex : dorsale Pacifique) Les zones de dorsales lentes sont caractérisées par un rétrécissement lent de la croûte océanique et d’une expansion lente (3 à 6cm/an).

Le magmatisme est ici discontinu, épisodique, et ne permet pas la mise en place d’une véritable chambre magmatique.

On aura alors une composition de la croûte océanique très différente par rapport à une dorsale rapide.

Au contact avec l’eau, on aura directement la péridotite, roche du manteau remontant mécaniquement du fait de l’expansion de cette zone.

Du fait du grand nombre de failles normales constituant la zone de rifting de la dorsale, de l’eau se trouve en contact avec la péridotite.

Il se passe ainsi une réaction chimique entre l’eau et la péridotite se nommant hydrothermalisme.

Il s’agit plus précisément d’une réaction métamorphique (modification à l’état solide des roches).

On dit alors que la péridotite est serpentinisée.

Si le magmatisme est épisodique, il n’est cependant pas tout à fait absent de cette zone.

Ainsi, on pourra trouver au sein de cette couche de péridotites serpentinisées des poches de magma pouvant cristalliser lentement et former des lentilles de gabbro.

On trouvera ainsi au niveau des dorsales lentes une croûte composée de péridotites serpentinisées ainsi que de lentilles de gabbro, jusqu’à une limite nommée front de serpentinisation. Figure 3 : Schéma d’une dorsale lente (ex : dorsale Atlantique) Selon le temps de refroidissement, les réactions métamorphiques mises en jeu et le magmatisme, continu ou épisodique, on pourra ainsi trouver différentes roches constituant la croûte océanique.

Au niveau d’une dorsale rapide, on pourra mettre en évidence la séquence suivante (de la surface vers la profondeur) : basalte en coussin, complexe filonien, gabbro, tandis qu’au niveau d’une dorsale lente, on ne trouvera que de la péridotite serpentinisée au sein de de laquelle vont se former de façon épisodique des lentilles de gabbro.

La limite de la croûte océanique se trouve entre le gabbro et la péridotite dite rigide pour les dorsales rapides et au niveau du front de serpentinisation pour les dorsales rapides. Barème et quelques éléments de correction /10pts : Structure : introduction, développement, conclusion (0,5pt) Ecriture soignée (0,5pt) Rédaction logique et claire (0,5pt) Origine du magmatisme (1pt), utilisation d’un diagramme de phases pour illustrer les propos (1pt) Description d’une dorsale rapide : magmatisme continu (1pt), formation de basalte en coussin (1pt), complexe filonien (1pt), gabbro (1pt) Description d’une dorsale lente : magmatisme épisodique (1pt), hydrothermalisme(0,5pt), péridotite serpentinisée(0,5pt), lentilles de gabbro (0,5pt) Bonus : illustrations du diagramme de phases d’une péridotite (+1pt), d’une dorsale rapide (+1pt), d’une dorsale lente (+1pt) /1,5pts /2pts /4pts /2,5pts /+3pts L’albinisme est une maladie génétique entraînant l’absence totale de pigmentation chez les individus atteins par cette pathologie.

Le document d’appel est une représentation de la voie métabolique simplifiée de la biosynthèse de la mélanine.

La mélanine est un pigment, dont la concentration au sein de l’épiderme est responsable de la couleur de la peau d’un individu.

Un individu albinos est donc totalement dépourvu de mélanine.

Chez ces individus, la voie de biosynthèse de la mélanine doit donc être perturbée au niveau de la tyrosine, point de départ de cette voie métabolique, de la tyrosinase, enzyme agissant sur la tyrosine, ou encore sur un intermédiaire X ou Y.

La tyrosine est un acide aminé, constituant de base des protéines.

Au cours de cette étude, nous chercherons à déterminer quel niveau de cette voie métabolique est affecté chez un individu atteint d’albinisme. Le premier document correspond à une étude de la biosynthèse in vitro, c’est-à-dire au laboratoire, dans des.... »