Thèmes 4 et 5 1ère PARTIE : Mobilisation des connaissances (8 points).

LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

Les zones de subduction sont le siège d'une importante activité magmatique qui aboutit à la

formation de granodiorites et d'andésites.

Expliquez l'origine du magmatisme dans les zones de subduction et montrez qu'il peut

aboutir à la formation de ces deux types de roches.

Votre exposé sera accompagné d'un schéma de synthèse.

1ère PARTIE : Mobilisation des connaissances (8 points).

GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE

Cette partie comporte deux sous parties : un questionnaire à choix multiples (QCM) et

une question de synthèse. L'ordre et le traitement des deux parties sont laissés au choix

du candidat.

La Guadeloupe ne dispose pas de ressources d'énergies fossiles. Mais la géothermie est un

atout énergétique majeur. Ainsi, une centrale géothermique a pu être installée sur le site de

Bouillante. A l'aplomb de ce site, se situe une zone de fracturation de la roche à environ 500

mètres de profondeur ; dans cette zone de fracturation, les eaux infiltrées (eau de pluie et eau

de mer) se réchauffent.

Document de référence - Contexte géologique de l'île de la Guadeloupe

D'après https://e-cours.univ-paris1.fr/modules/uved/risques-naturels/html/1/11/111.html

Question de synthèse :

Utiliser vos connaissances pour expliquer comment le contexte géodynamique de la

Guadeloupe permet de comprendre la présence d'un site géothermique intéressant à

Bouillante.

Fiche réponse

(Annexe à rendre avec la copie)

QCM :

À partir des connaissances, répondre au QCM en cochant la bonne réponse.

1- Le flux géothermique :

☐ a. représente la quantité de chaleur libérée par unité de surface

☐ b. correspond à une augmentation de la température avec la profondeur

☐ c. est un mécanisme de transfert thermique dans la Terre

2- Le flux géothermique :

☐ a. est faible en Guadeloupe

☐ b. varie en fonction des contextes géodynamiques

☐ c. est constant sur toute la surface de la Terre

3- L'origine du potentiel géothermique de la centrale de Bouillante en Guadeloupe est

liée :

☐ a. au fonctionnement d'un point chaud situé sous cette région

☐ b. au magmatisme d'une zone de subduction

☐ c. à la remontée du moho dans cette région

2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (3 points).

LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

Altération et érosion contribuent à l'effacement des reliefs Les produits du 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).

Le document ci-dessous présente les conditions de transport et de sédimentation des particules

issues de l'érosion. Il sert de support pour répondre au QCM de la page suivante (page 3).

Document : Diagramme de Hjulstrôm

D'après Comprendre et enseigner la planète Terre, Caron

Fiche réponse

(Annexe à rendre avec la copie)

QCM : À partir des informations extraites du document, cocher la bonne réponse

pour chaque série de propositions.

1- Une particule de 0, 1 mm :

☐ a. est transportée par un courant à la vitesse de 0,2 cm/s

☐ b. sédimente quelle que soit la vitesse du courant

☐ c. est transportée par un courant à la vitesse de 10 cm/s

2- Les particules inférieures à 0,01 mm :

☐ a. nécessitent une vitesse du courant supérieure à 1 cm/s pour sédimenter

☐ b. nécessitent une vitesse du courant inférieure à 100 cm/s pour être érodées

☐ c. sont transportées par un courant à la vitesse de 10 cm/s

3- Le transport et la sédimentation d'une particule dépendent :

☐ a. uniquement de la dimension de cette particule

☐ b. de la dimension de cette particule et de la vitesse du courant

☐ c. uniquement de la vitesse du courant

2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (3 points).

LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

À partir des informations fournies par le document ci-dessous, montrer que l’on a

dans cette région des preuves des mouvements de compression à l’origine des

Pyrénées.

Document 1 : Photographies du cirque de Barrosa dans les Pyrénées

Sources photographiques : commons.wikimedia.org

2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (3 points).

LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

Pour retracer l'évolution d'une chaîne de montagnes, le géologue dispose de nombreuses techniques parmi lesquelles figure la détermination des conditions de formation des roches qui la constituent.

Cette détermination a été faite avec des roches apparentées au granite, échantillonnées dans la région de la Marche au nord-ouest du Massif Central. Ces roches montrent l'aspect observable sur le document 1. Elles présentent une association minéralogique composée de quartz, de biotite, de muscovite, de cordiérite et d'un peu de sillimanite.

Utilisez les documents 1et 2 pour énoncer sous la forme d'une réponse construite les

conditions de formation de ces roches de la région de la Marche.

Vous joindrez le document 2 à votre copie en y figurant la zone correspondant à la

formation des roches considérées.

ATTENTION : FEUILLE-REPONSE A RENDRE AVEC LA COPIE

Document 1 : Photographie d'une roche à l'affleurement (échelle dans le cartouche du

haut), de structure comparable à celle échantillonnée dans la région de la Marche

(localisation dans le cartouche du bas)

FEUILLE-REPONSE A RENDRE AVEC LA COPIE

courbe 1 : réaction chlorite + muscovite 1 (à gauche) = biotite + muscovite + quartz + eau (à

droite)

courbe 2 : réaction muscovite + chlorite + quartz (à gauche) = biotite + cordiérite +

andalousite ou sillimanite ou disthène + eau (à droite)

courbe 3 : réaction muscovite + quartz (à gauche) = Feldspath potassique + andalousite ou

sillimanite + eau (à droite)

courbe 4 : courbe de fusion d'un granite hydraté (courbe du solidus séparant un domaine où

seul le solide est présent (à gauche) et un domaine où liquide et solide peuvent coexister et un

domaine (à droite))

Document 2 : Diagramme Pression (P) et Température (T) des domaines de stabilité de

minéraux repères (silicates d'alumine: disthène, andalousite et sillimanite) et différentes

réactions métamorphiques en fonction des conditions P-T

2ème PARTIE - Exercice 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné (3 points).

LE DOMAINE CONTINENTAL ET SA DYNAMIQUE

Paléoplages en baie d’Hudson

Actuellement, sur le pourtour de la baie

d’Hudson, localisée au Nord du Canada, il est

possible d’observer des paléoplages - anciennes

plages fossiles - situées en altitude. Une d’entre

elles, datée de - 6000 ans, est présentée sur le

document ci-dessous :

Image satellitaire identifiant une paléoplage

en baie d’Hudson

d’après le logiciel Google Earth

L’objectif de cet exercice est d’expliquer la présence de ces paléoplages en altitude.

À partir de l'étude des documents, cocher la bonne réponse dans chaque série de

propositions du QCM et remettre la feuille-réponse annexe avec la copie.

Document 1 : variations mondiales du niveau de la mer depuis - 8000 ans

Document 2 : évolution du domaine continental depuis le Wisconsinien

Document 2.a : un glacier au Wisconsinien

Durant le Wisconsinien, dernière période glaciaire terminée il y a 6000 ans, un immense

glacier (ou inlandsis) s’étend au Nord du continent Nord-Américain. L’épaisseur de glace

pouvait atteindre 5 000 m à la hauteur de la Baie d'Hudson.

Document 2.b : étude de la lithosphère en baie d’Hudson

La carte ci-contre présente les taux de

remontée de la lithosphère continentale (en

mm/an), depuis la dernière période glaciaire,

déterminés par l’analyse de données

sédimentaires.

D’après le site http://www2.ggl.ulaval.ca

Ces données sont actuellement complétées par des mesures obtenues à partir de la station

G.P.S. « KUUJ » placée au Sud-Est de la Baie d’Hudson :

Feuille - réponse annexe à rendre avec la copie

Cocher la réponse exacte pour chaque proposition

1- Au cours des 6000 dernières années, le niveau de la mer

☐ s’est abaissé d’environ 2,5 m.

☐ est resté inchangé.

☐ s’est élevé d’environ 2,5 m.

☐ est resté au niveau actuel de la mer.

2- Le glacier qui recouvrait la baie d’Hudson il y a - 6 000 ans

☐ a aujourd’hui disparu.

☐ a aujourd’hui une surface plus réduite.

☐ a aujourd’hui conservé sa surface.

☐ présente aujourd’hui une surface supérieure.

3- En baie d’Hudson, la lithosphère continentale

☐ se soulève en moyenne à un rythme de 10 mm par an depuis 6 000 ans.

☐s’est soulevée en moyenne à un rythme de 10 mm par an depuis 6 000 ans et ne se soulève

plus depuis 10 ans.

☐ s’est soulevée brutalement de 10 m il y a - 6 000 ans.

☐ s’est soulevée récemment de 15 cm par an.

4- Pour conclure, la présence des paléoplages en altitude peut s’expliquer par

☐ une remontée de la lithosphère continentale et une baisse du niveau marin.

☐ une remontée de la lithosphère continentale et une élévation du niveau marin, il y a 6000

ans.

☐ la fonte du glacier et la remontée de la lithosphère continentale qui se poursuit

actuellement.

☐ à une élévation du niveau marin, consécutif à l’extension du glacier.

2ème PARTIE - Exercice 2 - Pratique d'une démarche scientifique ancrée dans des connaissances (Enseignement Obligatoire). 5 points.

GÉOTHERMIE ET PROPRIÉTÉS THERMIQUES DE LA TERRE

Chaudes Aigues et la géothermie

A Chaudes Aigues, en Auvergne, il existe depuis 1332, un réseau de chauffage urbain. Depuis cette époque, la ville continue d’être chauffée par un système de géothermie et a développé un centre de thermalisme.

À partir de l’exploitation des documents mis en relation avec les connaissances,

expliquer l’origine de ce phénomène de géothermie locale.

Document 1 : localisation géographique de la source du Par à Chaudes Aigues

D’après www.terdav.com - D’après BRGMseptembre 2012

Cette source fournit toute l’année de l’eau dont la température varie entre 80 et 82°C. Le débit

moyen de cette source est de 17m3. h-1.

Document 2 : carte du flux géothermique en France

Document 3 : coupe schématique de la lithosphère au niveau de l’Auvergne

Document 4 : coupe géologique schématique de la région de Chaudes Aigues