Rossberg : Exploitation pédagogique
Activités de modélisation.
Modélisation de la formation des orgues volcaniques.
Un croquis de l'affleurement est intéressant pour pouvoir mettre en évidence la géométrique de la coulée. On y distinguera les prismes, structures en volume, et les surfaces polygonales, proches de l'hexagone, correspondantes à des coupes des prismes.
Le sens de la coulée pourra être ensuite précisée sur le croquis ce qui le transforme alors en schéma. (Figure 1).
Figure 1. Exemple de schéma de la coulée volcanique (andésitique) prismée du Rossberggesick.
Afin de modéliser la structuration géométrique de cette coulée il est possible de réaliser une expérience de déshydratation d'argile où des fentes de dessiccation et des figures de retrait seront visible. Dans le cas des fentes de dessiccation dans les argiles, la diminution de volume est liée à la déshydratation de l'échantillon ou d'une la mare de boue. On peut parler de retrait hydrique. (Figure 2).
Figure 2. Observation du phénomène de dessiccation d'une mare de boue.
Il est également possible de réfléchir sur la limite d'un modèle. En effet, Les orgues volcaniques se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement : c’est un retrait thermique. Il y a diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée (en général, plus le refroidissement est lent et plus les prismes seront réguliers).
Remarque : qu’en ce qui concerne la formation des fentes dans l’argile, il s’agit d’un phénomène de surface, à distinguer de la formation des prismes, qui est de façon évidente un phénomène de volume.
Modélisation de la formation des roches volcano-sédimentaires.
La modélisation de la formation des roches sédimentaires peut consister en la compaction de particules en suspension dans une cafetière à piston. Ici les particules peuvent être par exemple des cendres.
Modélisation de la formation d'une roche à texture microlithique.
Une activité de fusion et de cristallisation de la vanilline sous hôte peut être réalisée afin de mettre en évidence la relation existant entre la taille des cristaux et la température de cristallisation. Etant donné qu'une température plus importante provoque une vitesse de refroidissement lente et qu'une température plus faible provoque une vitesse de refroidissement rapide on en déduit que le gros cristaux de la roches se sont formés plus en profondeur que les microcristaux. (Figure 3).Figure 3. Roche qui montre de gros cristaux de couleur claire plagioclases) pris dans une masse noire non cristallisée. Ils sont contenus dans une masse dont les cristaux ne sont pas visibles à l’œil nu : c’est une texture microlithique porphyrique (en raison de la présence de phénocristaux de plagioclase). C’est une roche magmatique volcanique.
Pour aller plus loin dans l'analyse de la texture de la roche il est possible au microscope d'observer des orientations préférentielles de microcristaux. (Figure 4). Une orientation particulière des cristaux dans une roche magmatique peut signifier que celle-ci a subit des contraintes tectoniques une fois formée ou qu’elle s’est formée au cours du refroidissement d’un écoulement de lave.
Ici cette roche est issue d’un refroidissement rapide de lave identifiable par la présence de verre non cristallisé entre les minéraux. Les microcristaux de feldspath, en forme de baguette, semblent orientés; ce qui peut signifier alors un écoulement de la lave, figé lors du refroidissement.
Figure 4. Lame mince de trachyandésite vue au microscope polarisant (x200) (D'après la banque nationale d'images en SVT (ENS Lyon)
Activités de déduction.
En observant les occurrences d'andésites dans le monde comme par exemple au niveau de la cordillère des Andes on peut se rendre compte que ce volcanisme est caractéristique d’un contexte géodynamique particulier.
Comme Les Andes se trouvent dans un contexte géodynamique de subduction on peut au travers du principe d'actualisme déduire que les andésites se forment dans le cadre d’un contexte de subduction océan-continent. Il devait donc y avoir une telle subduction à cette époque. (Avant la phase de d’orogénèse hercynienne). (Figure 5).
Figure 5. Blocs-diagrammes représentant des coupes Nord-Sud de l'Europe à deux stades du plissement hercynien.
Il y a 340 millions d'années (bloc du haut), la subduction d'un océan nordique alimente les volcans andésitiques. Trente millions d'années plus tard (bloc du bas), l'océan a disparu, et la collision des continents érige les chaînes hercyniennes des Vosges et du Massif Central.
(Il est à noté que ce mécanisme simple est a nuancer, voir fiche sur le terrain pour plus d'informations).