La chaîne alpine, ancien domaine océanique

Énoncé

La chaîne alpine est actuellement considérée comme résultant de la fermeture d'un domaine océanique à la suite de la convergence de deux plaques lithosphériques.
À l'aide des informations apportées par l'étude des documents, complétées par vos connaissances, identifiez des témoins de cet ancien domaine océanique et de son raccourcissement.
Document 1
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Coupe géologique dans le massif ophiolitique du Chenaillet (à l'est de Briançon)
Coupe géologique dans le massif ophiolitique du Chenaillet (à l'est de Briançon)
D'après Comprendre et enseigner la planète Terre, Caron et al., Ophrys.
Document de référence
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Coupe schématique de la partie supérieure d'une lithosphère océanique
Coupe schématique de la partie supérieure d'une lithosphère océanique
Document 2
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Ammonites et Bélemnites : Mollusques marins pélagiques (nageant en pleine mer)
Crinoïdes : Organismes benthiques (fixés sur les fonds marins)
Calpionelles : Organismes unicellulaires marins pélagiques
Coupe géologique d'une région des Alpes située à l'est de Grenoble
Coupe géologique d'une région des Alpes située à l'est de Grenoble
Document 3
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Détail de la structure géologique de la région encadrée du document 2
Détail de la structure géologique de la région encadrée du document 2
Doc. 2 et 3 d'après De l'océan à la chaîne de montagnes – Tectonique des plaques dans les Alpes, Lemoine et al., Géosciences.

Corrigé

Introduction
Il s'agit d'identifier les témoins d'un ancien domaine océanique et de son raccourcissement à l'emplacement actuel de la chaîne alpine.
Document 1
Ce document présente la coupe géologique dans le massif ophiolitique du Chenaillet à l'est de Briançon, dans la zone centrale de la chaîne alpine. Il est à mettre en relation avec le document de référence de la coupe schématique de la partie supérieure d'une lithosphère océanique.
On retrouve successivement sur les flancs de la montagne du Chenaillet à 2 220 mètres sur une distance linéaire de 250 m des péridotites métamorphisées. D'après la coupe de référence, on peut interpréter les péridotites comme celles appartenant au manteau supérieur. Leur métamorphisme traduit qu'elles ont subi des transformations à l'état solide au cours de la formation des Alpes.
Les roches se succédant de 2 250 mètres à 2 600 mètres, sommet du Chenaillet soit 1 125 mètres linéaires, sont des gabbros lités, des gabbros massifs, des basaltes en coussins et en filons. Elles correspondent à celles que l'on retrouve au niveau de la croûte océanique présentée dans la coupe de référence. Ces roches se forment au niveau d'une dorsale océanique, les gabbros cristallisent dans la chambre magmatique, les basaltes, qui les surmontent, s'épanchent en surface où ils se solidifient.
D'après la coupe de référence, on est donc en présence d'une succession normale de roches appartenant au manteau supérieur suivi des roches de la croûte océanique, l'ensemble correspond à la lithosphère océanique. Cette formation constitue une série ophiolitique qui est le témoin d'un ancien domaine océanique.
Les brèches magmatiques qui s'intercalent dans les basaltes de cette série traduisent le résultat d'une fragmentation de roches dans un contexte tectonique.
Enfin, la localisation de ces ophiolites en altitude est le résultat de phénomènes tectoniques de grande ampleur.
Documents 2 et 3
Ces documents représentent la coupe géologique d'une région des Alpes située à l'est de Grenoble. Cette région correspond à la zone externe du massif alpin.
On retrouve, en profondeur, d'ouest en est, un socle de roches magmatiques et métamorphiques, fracturé par de nombreuses failles. Il s'agit d'un socle continental. Trois blocs basculés se succèdent. À l'ouest, on observe la présence du bloc basculé de La Mure constitué à la base du socle de roches magmatiques sur lequel reposent des roches carbonifères légèrement métamorphisées et des roches sédimentaires du Trias et du Jurassique inférieur et moyen. Ces terrains sont affectés de failles qui décalent les compartiments, effondrés le long du plan de faille. Ce sont des failles normales caractéristiques d'une zone de divergence.
Au centre, le bloc basculé du Taillefer fait apparaître en affleurement, du côté est, le socle de roches magmatiques constituant le mont du Taillefer. Ce socle est fracturé de failles normales traduisant là encore un phénomène de divergence. Du côté ouest, le socle est recouvert par des roches sédimentaires du Trias et du Jurassique inférieur et moyen.
À l'est, dans la région du Rochail, on retrouve le bloc basculé des Grandes Rousses, constitué de la même façon que les deux autres blocs. Le socle granitique incliné est recouvert par des roches sédimentaires du Trias et du Jurassique inférieur et moyen.
Les caractéristiques structurales de la région correspondent à celles d'une ancienne marge passive. Les blocs basculés témoignent des anciens bords du rift continental qui, lors de l'accrétion et la mise en place du domaine océanique, ont été repoussés.
Dans les terrains du Jurassique inférieur, moyen et supérieur ainsi que dans ceux du Crétacé, on retrouve des fossiles d'animaux vivant soit en pleine mer soit au fond des mers, ce qui confirme la présence d'un domaine océanique dans cette région.
Document 3
Le document 3 présente le détail de la structure géologique de la région profonde du massif « Le Rochail ». On observe l'agrandissement d'une zone du socle magmatique et des terrains du Trias et du Jurassique inférieur et moyen. On note la présence d'une faille oblique qui décale les terrains côté est au-dessus des terrains du côté ouest. Ainsi des terrains plus anciens comme le socle sont au contact de terrains plus jeunes du Jurassique. On est en présence d'une faille inverse qui témoigne d'un mouvement de compression et donc d'un raccourcissement.
Conclusion
La série ophiolitique, lithosphère océanique « fossile », les failles normales, les blocs basculés, les sédiments et les fossiles associés témoignent d'un ancien domaine océanique qui s'est formé par accrétion au niveau d'une dorsale.
La faille inverse au sein d'un bloc basculé témoigne d'un raccourcissement par phénomène compressif qui a abouti à la mise en place de la chaîne alpine, après fermeture de l'océan.