Sujets des concours

 

Capes externe SESSION 2003

ÉPREUVE DE GEOLOGIE

concours externe

de recrutement de professeurs certifiés

 Section : sciences de la vie et de la terre

composition sur un sujet de géologie

Durée : 4 heures

 

Calculatrice électronique de poche - y compris calculatrice programmable, alphanumérique ou à écran graphique - à fonctionnement autonome, non imprimante, autorisée conformément à la circulaire n° 99-186 du 16 novembre 1999.

L'usage de tout ouvrage de référence, de tout dictionnaire et de tout autre matériel électronique est rigoureusement interdit.

 

Remarques importantes

1 - Le sujet comporte 11 documents, indexés de 1 à 11.

2 - Seront prises en compte dans la notation : la clarté de la présentation, la précision de l'analyse des documents, les illustrations personnelles et la rigueur des interprétations et des raisonnements.

3 - Certaines des figures pourront être jointes à la copie si le candidat considère que des annotations en surcharge constituent des éléments appréciables de réponse aux questions ; il devra alors les coller sur la copie.

4 - Si, au cours de l'épreuve, le candidat repère ce qui lui semble être une erreur d'énoncé, il le signale dans sa copie et poursuit sa composition en indiquant les initiatives qu'il est amené à prendre de ce fait.

 

SUJET
CONVERGENCE DES PLAQUES LITHOSPHERIQUES ET OROGENÈSE

 

La lithosphère, qui est l'enveloppe solide la plus externe de la Terre, est découpée en plaques dont la mobilité est à l'origine des principales structures observées à la surface de la planète. Les mesures géodésiques mettent aujourd'hui en évidence des mouvements convergents, divergents et décrochants dont les vitesses varient entre quelques millimètres et plusieurs dizaines de centimètres par an.
Le sujet proposé a pour objectif d'expliquer comment la convergence des plaques lithosphériques conduit à la formation des chaînes de montagnes.

A . Qu'est-ce qu'une chaîne de montagnes ? (5 points)

  1. En faisant appel à vos connaissances, vous expliciterez sans en négliger les aspects quantitatifs, les natures et les structures des lithosphères terrestres.
  2. A l'aide des documents n° 1 à 7, vous identifierez les principaux caractères des chaînes de montagnes. (Une analyse détaillée des documents n'est pas attendue).

B . Un exemple de chaîne de montagnes : Les Alpes occidentales. (4 points)

  1. En analysant le document n°8, vous présenterez la structure d'ensemble des Alpes occidentales, puis vous construirez, à partir du même document et à main levée, une coupe d'échelle crustale des Alpes occidentales.
  2. Enfin, vous détaillerez les caractéristiques des différents types de contacts anormaux que l'on peut rencontrer dans une chaîne de montagnes en insistant sur les critères qui permettent de les identifier. Quelques schémas simples pourront illustrer votre réponse.

C . Sédimentation et formation des chaînes de montagnes. (4 points)

Dans les chaînes de montagnes, on trouve différentes sortes de sédiments qui se forment durant l'orogenèse. Le document n°9 présente une colonne stratigraphique simplifiée obtenue le long d'une coupe N W - SE entre le Jura et les Alpes.

  1. A partir de l'analyse de ce document, et en vous appuyant sur vos connaissances, discutez les modes de mise en place des sédiments dans les chaînes de montagnes.
  2. Les sédiments d'âge Paléocène renferment des minéraux détritiques d'origine magmatique comme le plagioclase et le diopside. Par contre, les sédiments d'âge Oligocène contiennent des glaucophanes et des épidotes détritiques. Discutez, d'une part l'origine de ces associations minérales et, d'autre part, la signification de leur apparition successive dans le cadre géodynamique de la convergence.

D . Transferts de matière et de chaleur durant la formation d'une chaîne de montagnes. (4 points)

Le document n°10 présente quelques marqueurs géologiques des transferts de matière et de chaleur qui ont lieu durant la convergence de plaques.

  1. Décrivez ces différents marqueurs et expliquez leur genèse durant la formation d'une chaîne de montagnes.
  2. Présentez, sous forme d'un schéma, les couplages entre transferts de matière (solide et fluide) et de chaleur durant l'orogenèse.

E . Chaînes de montagnes et activité sismique. (3 points)

  1. Les Alpes occidentales sont le lieu d'une activité sismique continue qui est illustrée par le document n°l 1. Commentez la localisation de la sismicité par rapport aux structures alpines.
  2. Déterminez le sens du mouvement sur la faille active et caractérisez la signification de cette structure dans le cadre de la chaîne alpine.

 

LÉGENDE DES FIGURES

Document 1 : Carte gravimétrique des Alpes occidentales.

Document 2 : Le relief des Alpes.

Document 3 : Schéma structural de la collision Inde / Asie . En pointillé : zones à forte déformation interne. Fault = faille ; Basin = Bassin ; yr = an.

Document 4 : Le bassin molassique péri-alpin. Les sédiments y sont représentés en jaune.

Document 5 : Coupe géologique dans la zone de collision Inde / Asie.

  • En jaune : Sédiments déformés.
  • En bleu : Principales unités méta-sédimentaires de la plaque Indienne.

Document 6 : Distribution globale des séismes ( points rouges ).

Document 7 : Structures tectoniques dans les Alpes occidentales.

Document 8 : Carte géologique des Alpes Franco-Italiennes.

  • 8a : Extrait (agrandissement) de la carte géologique au 1/1.000.000 de la France. Sur ce document, 1,5 cm = 10 km.

  • 8b : Légende de la carte 8a.

  • 8c : Légende de la carte 8a ( suite).

Document 9 : Coupe stratigraphique simplifiée entre Jura et Alpes. Les âges sont donnés en Millions d'années. En cartouche est représenté un schéma structural des Alpes. On admet ici que la Zone Dauphinoise est constituée de flysch.

Document 10 : Quelques marqueurs géologiques et pétrologiques des zones de convergence.

  • 10a : Grano-diorite à enclave micro-grenue sombre.
  • 10b : Volcanisme actif
  • 10c : Eclogite à grenat, jadéite et glaucophane ( lame mince, L.N.).
  • 10d : Migmatite.

Document 11 : Sismicité dans les Alpes du Sud.

  • 11a : Localisation des épicentres (cercles rouges).
    En bleu clair : couverture sédimentaire dauphinoise.
    En vert ( pâle et foncé): sédiments de la zone briançonnaise.
    En bleu fonçé :schistes lustrés piémontais.
    En orange : nappes des Flyschs à Helmintoïdes.
    En rouge : Massifs cristallins externes et internes.
    En jaune : bassins péri-alpins.
    Les foyers des séismes sont superficiels en zone dauphinoise (0-5km) et briançonnaise (5-1Okm)et plus profonds en zone piémontaise (10-40 km) et sous la plaine du Pô (10-50km).

  • 11b : Diagramme stéréographique montrant le sens des mouvements associés au séisme X de la figure 11a.