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Sciences de la vie et de la Terre (spécialité) · Première

Zones de subduction : exercices corrigés de Première SVT

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Aux dorsales, du plancher océanique se forme ; aux zones de subduction, de la lithosphère océanique disparaît, ce qui garde la surface terrestre constante.5
  • La subduction s'accompagne de séismes dont les foyers s'approfondissent le long d'un plan incliné, et d'un volcanisme lié à la fusion partielle du manteau hydraté.5
  • La plaque froide et dense qui plonge est un moteur essentiel de la convection du manteau.36
  • Pour les exercices : repère les données, choisis la relation (proportionnalité, pourcentage, Pythagore), calcule, puis interprète le résultat.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices portent sur la dynamique des zones de subduction. Ils prolongent ce que tu sais déjà sur la structure du globe, la lithosphère et les dorsales. Les premiers demandent un calcul simple, les derniers t'obligent à relier des observations à un mécanisme. Cherche d'abord seul·e, utilise les indices si tu bloques, puis compare avec la correction étape par étape.

Les exercices

Exercice 1 Changer d'échelle avec une expérience de laboratoire

★☆☆Environ 6 min

Des chercheurs reproduisent une subduction dans une boîte de 1 m sur 1 m sur 10 cm, remplie de sirop de glucose qui joue le rôle du manteau. Cette boîte représente 6600 km sur 6600 km sur 660 km dans la nature.3

Une plaque de silicone de 40 cm de long est posée sur le sirop. Quelle longueur réelle, en km, représente-t-elle ?

Indice 1

Cherche combien de km représente 1 cm de la boîte.

Indice 2

Une longueur de 100 cm représente 6600 km.

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  1. On compare la boîte et la nature : 1 m = 100 cm représente 6600 km.

  2. On calcule l'échelle : 6600÷100=666600 \div 100 = 66, donc 1 cm représente 66 km.

  3. On applique à la plaque : 40×66=264040 \times 66 = 2640 km.

  4. On vérifie : 40 cm sont un peu moins de la moitié de 100 cm, donc un peu moins de la moitié de 6600 km : 2640 km est cohérent.

La plaque de silicone représente une plaque de 2640 km de long. L'expérience change d'échelle mais conserve les proportions, ce qui permet d'observer en quelques heures une dynamique qui dure des millions d'années.

Exercice 2 Une lithosphère océanique jeune

★☆☆Environ 6 min

Les fonds océaniques les plus anciens qui subsistent ont environ 180 millions d'années, alors que la planète est âgée de 4,5 milliards d'années.4

  1. Exprime 180 millions d'années en pourcentage de l'âge de la Terre.
  2. Explique pourquoi la lithosphère océanique est si jeune par rapport à la Terre.
Indice 1

Convertis 4,5 milliards en millions : 1 milliard = 1000 millions.

Indice 2

Pense à ce qui arrive à une plaque océanique après sa formation à la dorsale.

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  1. On convertit : 4,5 milliards d'années = 4500 millions d'années.

  2. On calcule la proportion : 1804500=0,04\dfrac{180}{4500} = 0{,}04.

  3. On passe en pourcentage : 0,04×100=4 %0{,}04 \times 100 = 4\ \%.

  4. On explique : les plaques océaniques naissent aux dorsales, puis s'enfoncent dans le manteau aux zones de subduction. Elles sont donc recyclées en permanence.4

Les plus vieux fonds océaniques conservés ne couvrent qu'environ 4 % de l'histoire de la Terre. Le plancher océanique disparaît dans les zones de subduction, ce qui explique qu'il reste jeune.

Exercice 3 Ce qui est créé doit être détruit

★★☆Environ 10 min

La lithosphère est découpée en plaques. Aux dorsales, les plaques divergent et du plancher océanique est produit ; la surface terrestre étant constante, du plancher disparaît ailleurs.5

On suppose, pour l'exercice, que les dorsales produisent 3,4 km² de plancher océanique par an en tout.

  1. Quelle surface est détruite chaque année dans les zones de subduction ?
  2. Quelle surface de plancher a été détruite en 10 millions d'années, en km² ?
Indice 1

Si la surface totale reste constante, la production et la destruction se compensent.

Indice 2

10 millions s'écrit 10710^7.

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  1. La surface terrestre est constante : la surface détruite par an est égale à la surface produite par an, soit 3,4 km² par an.5

  2. On multiplie par la durée : 3,4×1073{,}4 \times 10^7 km².

  3. On écrit le résultat : 3,4×107=34 000 0003{,}4 \times 10^7 = 34\,000\,000 km².

En 10 millions d'années, 34 000 000 km² de plancher disparaissent dans les zones de subduction dans cette hypothèse. Le raisonnement à retenir : production aux dorsales = destruction aux subductions, sinon le volume de la Terre changerait.

Exercice 4 Quelle distance parcourue par une plaque plongeante ?

★★☆Environ 10 min

On suppose qu'une plaque océanique converge vers une zone de subduction à la vitesse de 8 cm par an, de façon constante.

Quelle distance, en km, la plaque parcourt-elle en 5 millions d'années ?

Indice 1

Distance = vitesse × durée, mais attention aux unités.

Indice 2

1 km=105 cm1\ \text{km} = 10^5\ \text{cm}.

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  1. On calcule en cm : 8×5 000 000=40 000 0008 \times 5\,000\,000 = 40\,000\,000 cm.

  2. On convertit en km : 40 000 000÷100 000=40040\,000\,000 \div 100\,000 = 400 km.

  3. On vérifie l'ordre de grandeur : quelques centimètres par an pendant quelques millions d'années donnent quelques centaines de kilomètres.

La plaque parcourt 400 km en 5 millions d'années. Même très lent, un mouvement de quelques centimètres par an produit des déplacements considérables à l'échelle des temps géologiques.

Exercice 5 Le plan de Wadati-Benioff

★★☆Environ 12 min

Sous la plaque chevauchante, la profondeur des foyers sismiques augmente à mesure qu'on s'éloigne de la fosse. Les foyers se répartissent sur un plan incliné, appelé plan de Wadati-Benioff, dont l'inclinaison change d'une zone de subduction à l'autre.5

Sur une coupe, on suppose qu'un foyer se trouve à 300 km de profondeur et à 400 km de la fosse, mesurés horizontalement. On assimile le plan à une droite partant de la fosse.

  1. Quelle est la distance, en km, entre la fosse et ce foyer le long du plan ?
  2. Que dit l'augmentation de la profondeur des foyers sur la position de la plaque plongeante ?
Indice 1

Les distances horizontale et verticale forment un triangle rectangle.

Indice 2

Théorème de Pythagore : c2=a2+b2c^2 = a^2 + b^2.

Voir la correction pas à pas
  1. On modélise un triangle rectangle de côtés 300 km (vertical) et 400 km (horizontal).

  2. On applique Pythagore : d2=3002+4002=90 000+160 000=250 000d^2 = 300^2 + 400^2 = 90\,000 + 160\,000 = 250\,000.

  3. On en déduit d=250 000=500d = \sqrt{250\,000} = 500 km.

  4. On interprète : les foyers de plus en plus profonds suivent la plaque qui s'enfonce sous la plaque chevauchante ; leur alignement dessine donc la position de la plaque plongeante.5

Le foyer est à 500 km de la fosse le long du plan. La répartition des séismes permet de repérer la plaque plongeante, même invisible : le plan est tantôt presque vertical, tantôt très peu incliné selon les zones.5

Exercice 6 Expliquer le volcanisme d'une zone de subduction

★★★Environ 15 min

Les zones de subduction connaissent une forte activité sismique et volcanique, avec un volcanisme le plus souvent andésitique. Les roches de la croûte de la plaque qui plonge se transforment par métamorphisme et libèrent de l'eau ; cette eau hydrate le manteau de la plaque du dessus, dont une partie fond alors.5

À l'aide de ces informations, rédige une explication en 5 à 8 lignes qui relie, dans l'ordre, l'enfoncement de la plaque et la présence de volcans sur la plaque chevauchante. Précise d'où vient l'eau.

Indice 1

Pars de la plaque océanique qui s'enfonce : que se passe-t-il pour ses roches ?

Indice 2

Termine par la conséquence sur le manteau situé au-dessus.

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  1. Point de départ : la plaque océanique s'enfonce dans le manteau sous la plaque chevauchante.

  2. Transformation : les roches de la croûte de la plaque subduite subissent un métamorphisme, ce qui libère de l'eau.5

  3. Hydratation : cette eau pénètre dans les roches du manteau de la plaque chevauchante.5

  4. Fusion : le manteau hydraté fond partiellement et produit du magma.5

  5. Remontée : le magma monte vers la surface et alimente un volcanisme, généralement andésitique.5

  6. Rédaction : relie ces idées par des connecteurs logiques (« puis », « ce qui provoque », « donc »).

L'eau vient de la plaque subduite elle-même, pas de la plaque chevauchante. Ce n'est donc pas le frottement seul qui fait fondre le manteau : c'est son hydratation. Ce schéma explique la présence d'arcs volcaniques au-dessus des subductions, par exemple autour de l'océan Pacifique, la « ceinture de feu ».5

Exercice 7 Lire le passé dans une roche

★★★Environ 12 min

Sur l'île de Groix, on observe des schistes bleus. Ces roches métamorphiques sont de précieux marqueurs : leur présence indique qu'un ancien contexte de subduction a existé là, puis que les roches ont été ramenées en surface par l'érosion.5

  1. Explique pourquoi une roche peut renseigner sur une subduction disparue.
  2. Pourquoi ne peut-on pas déduire l'existence d'une subduction actuelle à Groix ?
  3. Quelle autre observation de terrain pourrait compléter cette conclusion ?
Indice 1

Un marqueur métamorphique garde la trace des conditions où la roche s'est transformée.

Indice 2

Réfléchis à ce que signifie « ancien » dans l'énoncé.

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  1. Question 1 : certaines roches métamorphiques se forment dans les conditions particulières d'une subduction ; leur présence en surface signale donc un ancien contexte de subduction.5

  2. Question 2 : la roche témoigne du passé. Elle est remontée à la surface grâce à l'érosion, donc la subduction n'est plus active sur place.5

  3. Question 3 : on peut chercher d'autres marqueurs, par exemple des traces de volcanisme ancien de type andésitique ou des roches magmatiques associées, en comparant avec les zones de subduction actuelles et leur chronologie.5

  4. On rédige une réponse qui distingue clairement l'indice (la roche), ce qu'il prouve (une subduction passée) et ce qu'il ne prouve pas.

Les roches métamorphiques sont des archives : elles permettent de reconstituer l'histoire d'un site. Un seul indice ne suffit pas toujours, on croise plusieurs observations de terrain.

Exercice 8 Qui tire les plaques ?

★★★Environ 15 min

Deux documents :

  • Document A : la gravité qui agit sur de lourdes dalles lithosphériques fournit à peu près 90 % de la force nécessaire au déplacement des plaques.6
  • Document B : dans la convection thermique du manteau, les portions froides et denses des plaques s'enfoncent au niveau des subductions, alors que du matériau chaud s'élève ailleurs.3
  1. Quel pourcentage de la force motrice n'est pas expliqué par la gravité sur les dalles denses ?
  2. Rédige une phrase qui relie les deux documents pour expliquer le rôle des zones de subduction dans le mouvement des plaques.
Indice 1

Le total de la force motrice vaut 100 %.

Indice 2

Pourquoi une plaque froide s'enfonce-t-elle plus facilement ?

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  1. Question 1 : 100−90=10100 - 90 = 10, donc environ 10 % de la force motrice a une autre origine.6

  2. Question 2 : une plaque océanique froide est plus dense que le manteau chaud qui l'entoure, elle s'enfonce donc dans la zone de subduction.3

  3. Cette dalle dense, tirée par la gravité, entraîne la plaque et alimente la convection : zone de subduction et mouvement des plaques forment un seul système.36

  4. On rédige une phrase unique avec une cause et une conséquence.

Environ 10 % de la force motrice a une autre origine. Retiens l'idée centrale : les zones de subduction sont des courants descendants froids, qui jouent un rôle moteur majeur dans le mouvement des plaques.4

Les questions qu'on se pose

Quelle différence entre une dorsale et une zone de subduction ?

Une dorsale est un lieu où les plaques divergent et où du plancher océanique est produit. Une zone de subduction est un lieu où une plaque océanique plonge et où du plancher disparaît.5 Les deux se compensent : la surface de la Terre reste constante.5

Pourquoi y a-t-il des volcans et des séismes au même endroit ?

Les deux phénomènes viennent de la plaque qui s'enfonce. Les séismes ont leurs foyers le long d'un plan incliné qui s'approfondit sous la plaque chevauchante.5 Le volcanisme apparaît parce que l'eau libérée par la plaque plongeante provoque la fusion partielle du manteau situé au-dessus.5

Que faut-il retenir pour les exercices en contrôle ?

Sache expliquer la disparition de la lithosphère océanique aux subductions, relier séismes et plaque plongeante, et expliquer l'origine du magma par l'hydratation du manteau.5 Pour les calculs, convertis toujours tes unités avant de calculer.

Sources

  1. LA DYNAMIQUE INTERNE DE LA TERRE - Ressources d'accompagnement, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Pourquoi les grands gisements de métaux stratégiques sont-ils associés aux zones de subduction ?, INSU-CNRS. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Les nouveaux voyageurs du centre de la Terre, CNRS Le Journal. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Qu'est-ce qui fait danser les continents ? La tectonique des plaques, CNRS Le Journal. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Subduction, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Subduction archéenne, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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