EXERCICE 1 : ISOSTASIE ET CHAINES DE MONTAGNES On ...

EXERCICE 1 : ISOSTASIE ET CHAINES DE MONTAGNES
Capacité travaillée : Appliquer un raisonnement scientifique
On considère une croûte continentale, de densité de 2,8, à
l'équilibre isostatique. Aux endroits où cette croûte
continentale a pour épaisseur 28 km, son altitude et de 0km.
On précise que la densité de la glace est de 0,9 et que celle du
manteau est de 3,3.
Questions :
1. Calculer la profondeur du Moho sous une chaîne de
montagnes d'altitude moyenne h= 3 km.
2. Calculer la profondeur du Moho si cette même chaîne
de montagnes et recouvertes d'un glacier de 20 km
d'épaisseur.
AIDE
Saisir des informations
-Identifiez les deux colonnes de roches que l'on va comparer.
-Repérez sur le schéma la profondeur au niveau de laquelle l'équilibre isostatique est réalisé.
Raisonner et conclure
- Ecrivez l'égalité des pressions des deux colonnes au-dessus de cette surface et déduisez-en l'épaisseur de la racine crustale de la chaîne de montagnes.
- Calculez alors l’épaisseur de la croûte dans cette chaîne de montagnes.
- Reprenez le même raisonnement pour la question 2 en ajoutant sur le schéma le glacier de 20 km épaisseur sur la chaîne de montagnes.
CORRECTION :
1. Deux colonnes sont en équilibre isostatique lorsqu'elles exercent la même pression sur le manteau sousjacent.
On compare une croûte continentale épaissie correspondant à la chaîne de montagnes avec une
croûte continentale d'altitude nulle : la première est figurée au centre du schéma, la seconde est la situation
représentée à droite ou à gauche de la chaîne de montagnes. La profondeur au niveau de laquelle l'équilibre
isostatique et réalisé est représentée par la droite horizontale rouge. Si on désigne H l'épaisseur de la croûte
continentale dont l'altitude est nulle (H =28km) et R l'épaisseur de la coupe continentale en dessous de H, on
peut écrire :
CC x H + M x R = CC (h+H+R)
D’où R = h x CC / (M - CC)
R = 16.8 km
L’épaisseur totale de la croûte est alors égale à :
E = h + H + R
E = 49.8 km.
Le Moho est donc situé à 49,8 km sous le sommet, soit une profondeur de 46,8 km par rapport à l'altitude
zéro de référence.
2. Si on ajoute sur cette montagne glacée de films et des desserts, alors on obtient :
CC x H + M x R’ = CC (h+H+R’) + 1 x GLACE
D’où R’ =(CC x h +GLACE) / (M - CC)
R’ = 18.6 km
L’épaisseur totale de la croûte est alors égale à :
E’ = h + H + R’
E’ = 51.6 km.
Le Moho est donc situé à 51.6 km sous le sommet, soit une profondeur de 48,6 km par rapport à l'altitude
zéro de référence.

EXERCICE 2 : LE REBOND POST-GLACIAIRE
Capacité travaillée : Adopter une démarche explicative
Grâce à la connaissance des propriétés des différentes enveloppes terrestres et de certains événements qui ont
marqué l'histoire de notre planète, on est aujourd'hui capable de modéliser les mouvements verticaux de la croûte
liée à un phénomène appelé « rebond post-glaciaire ». Le planisphère ci-dessous représente les résultats de cette
modélisation.
Questions :
1. Décrivez la distribution des zones de soulèvement crustal puis, à l'aide de vos connaissances, expliquez le
mouvement de soulèvement et justifiez l'expression « rebond post-glaciaire ».
2. Commentez la distribution des zones d'enfoncement crustal puis formulez une hypothèse permettant
d'expliquer ce mouvement.
CORRECTION :
1. Les zones de soulèvement crustal actuel sont : l’Antarctique, la Scandinavie, l’Alaska, le Canada et le
Groenland. Dans ces zones, la vitesse de soulèvement peut atteindre 18 mm.an -1 .
Le doc. 2 montre que les régions concernées de l’hémisphère nord étaient recouvertes par une calotte
glaciaire il y a 21 000 ans, et que celle-ci ne subsiste aujourd’hui plus qu’au niveau du Groenland (en
domaine continental). De même, on sait que la calotte antarctique diminue progressivement.
La lithosphère reposant en équilibre isostatique sur l’asthénosphère, on peut proposer que la disparition
d’une surcharge consécutive à la fonte des glaces rompt cet équilibre, ce qui entraîne un soulèvement. On
peut alors qualifier ce mouvement vers le haut de « rebond post-glaciaire ».
2. Des zones d’enfoncement crustal sont localisées à la périphérie des zones de soulèvement. Dans le cadre du
modèle de l’isostasie, le mouvement vers le bas pourrait être interprété comme résultant d’une surcharge.
Celle-ci correspond à un transfert de charge : la fonte des calottes glaciaires nord-américaines et scandinaves
transfère de l’eau au domaine océanique.