Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Métropole 2 remplacement 2025

Expliquer comment les géologues ont pu établir l'existence passée et l'âge d'océans disparus.

Réponse : Une réponse complète et structurée doit comporter : ### Introduction - Contexte : la lithosphère océanique actuelle n'a pas plus de 180 Ma, car elle disparaît par subduction. Pourtant, des roches des continents (ex. Vosges, 372 ± 18 Ma) témoignent d'océans plus anciens. - Le cycle de Wilson : un océan naît par rifting, s'étend par accrétion, puis se ferme par subduction et collision. - Problématique : quels indices prouvent l'existence d'un ancien océan dans une chaîne de collision, et comment les dater ? - Annonce du plan. ### I. Les indices de l'existence d'un ancien océan 1. Les ophiolites, témoins de la lithosphère océanique : - On y observe la même superposition que dans la lithosphère océanique actuelle (comparaison avec les forages et les dragages océaniques) : - péridotites, souvent serpentinisées ; - gabbros, parfois lités ; - complexe filonien ; - basaltes en coussins (*pillow-lavas*), formés par un épanchement sous l'eau. - Exemples : le Chenaillet (Alpes), l'Oman. - Ces roches portent un métamorphisme hydrothermal océanique, dû à l'interaction entre la croûte chaude et l'eau de mer : minéraux hydratés comme la hornblende (faciès amphibolite), la chlorite et l'actinote (faciès schistes verts). 2. Les sédiments océaniques : - Des sédiments pélagiques profonds surmontent les ophiolites. - Exemple : les radiolarites, formées de tests siliceux de radiolaires et déposées sous la CCD. 3. Les témoins des marges passives et de la fermeture : - Blocs basculés limités par des failles normales, avec des sédiments anté-, syn- et post-rift (ex. massif du Taillefer, Alpes) : ce sont les témoins de l'ancienne marge passive. - Roches métamorphiques de haute pression et basse température : - métagabbros du faciès schistes bleus à glaucophane ; - éclogites à grenat et jadéite. Elles témoignent de l'enfouissement de la lithosphère océanique dans une zone de subduction, avant la collision. ### II. Les méthodes pour dater les océans disparus 1. La datation relative : - Principes de stratigraphie : superposition, recoupement, continuité, inclusion. - Biostratigraphie : les fossiles stratigraphiques marins (radiolaires, ammonites, foraminifères) des sédiments associés aux ophiolites indiquent la période de fonctionnement de l'océan. 2. La datation absolue : - Principe : on utilise la décroissance radioactive des isotopes piégés dans les minéraux des roches magmatiques lors de leur cristallisation, au moment de la fermeture du système. - Méthode isochrone, avec le couple $^{87}\mathrm{Rb}/^{86}\mathrm{Sr}$ ou $^{147}\mathrm{Sm}/^{144}\mathrm{Nd}$ (plus adapté aux gabbros et basaltes). On l'applique à plusieurs minéraux de la même roche. La pente $a = e^{\lambda t}-1$ de la droite donne l'âge selon l'équation : $$\frac{^{87}\mathrm{Sr}}{^{86}\mathrm{Sr}} = \frac{^{87}\mathrm{Rb}}{^{86}\mathrm{Sr}}(e^{\lambda t} - 1) + \left(\frac{^{87}\mathrm{Sr}}{^{86}\mathrm{Sr}}\right)_0 \quad\text{d'où}\quad t = \frac{\ln(a+1)}{\lambda}$$ - Datation U/Pb sur les zircons des plagiogranites des ophiolites. - C'est ainsi que les roches magmatiques des Vosges ont été datées de 372 ± 18 Ma. Elles prouvent qu'un océan fonctionnait à cette époque, au Dévonien. ### Conclusion - Bilan : l'association de trois indices montre qu'un océan a existé puis s'est fermé : - les ophiolites ; - les sédiments pélagiques ; - les roches métamorphiques de haute pression et basse température. - La datation relative (fossiles) et la datation absolue (radiochronologie) permettent d'en préciser l'âge. - Ces roches ont été préservées par obduction sur les continents, alors que l'essentiel de la lithosphère océanique a disparu par subduction. C'est pourquoi on trouve sur les continents des océans plus anciens que 180 Ma, comme celui des Vosges à 372 Ma.