Contenus scientifiques (problèmes, plan élève, activités, mots clés)








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date de publication17.05.2017
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Partie du programme : B La lithosphère et la tectonique des plaques

Fiche de préparation : séance du 11/1O et du 08/11 (cours du 18/10 reporté à cause du CESC)




Durée

Contenus scientifiques
(problèmes, plan élève, activités, mots clés)



Méthode pédago

Support utilisé et matériel technique

Compétences visées

(méthodologiques et techniques)
Evaluations
Formatives/sommatives



15’


Partie 1 : structure, composition et dynamique de la Terre

Chapitre B.La tectonique des plaques

B1 Les signatures de la tectonique des plaques :

B11 l’apport de l’étude des séismes

D’après les docs projetés suivants,

Description des deux principales chaînes de montagne, conséquences directement observables de la tectonique des plaques.

Les contours des continents semblent grossièrement correspondre (attention car le niveau marin varie et donc les contours des côtes ne sont pas parfaits)

Les séismes suivent une répartition précise : répondre à l’activité 2 a.

  • Les séismes résultent de la rupture brutale de roches en profondeur. Vu la localisation, (foyers sismiques sur un plan incliné) on peut penser à la subduction.

  • Activité 3 a : les volcans ne sont pas distribué au hasard mais concentrés dans des zones bien définies et relativement étroites
    Les zones sismiques du globe ont associées à toute une série d’accidents géol tels que fossés tectoniques (rift africain) dorsales océaniques (médio-atl) chaînes de montagne, volcans et fosses océaniques profondes.
    Les frontières des plaques sont es zones géographiques bien délimitées où s’expriment des manifestations géologiques comme le volcanisme les séismes ou la surrection es chaînes de montagne.*


La sismicité et le volcanisme sont des manifestations géologiques qui témoignent de l’existence de mouvements de plaques lithosphériques en soulignant les frontières liées à la divergence et à la convergence des plaques
B12 L’émergence d’une théorie :
Activités 1-2-3-4 du livre p 70-71

1 Exprimer les arguments géologiques mis en avant par Wegener dans cette figure.

La continuité parfaite des vieux cratons et des chaînes plus récentes sur les 2 continents ainsi rapprochés d'une part, la présence d'espèces fossiles identiques sur des aires de répartition aujourd'hui très éloignées d'autre part, ne s'expliquent que si ces 2 blocs continentaux étaient, à un moment de leur histoire, unis.
2. a. Présenter, sous forme d'un tableau, les positions géographiques des dépôts sédimentaires et des plantes fossiles de la fin du Paléozoïque.

b. Repérer les positions géographiques des dépôts glaciaires et houillers ainsi que les sites fossilifères. Formuler alors une hypothèse qui explique la répartition disjointe actuelle.

a. Voir tableau ci-dessous:
b. Les tillites et les charbons, des roches sédimentaires témoignant de conditions de dépôt spécifiques, sont aujourd'hui répartis sur des blocs continentaux très éloignés les uns des autres. De même, des espèces fossiles identiques ont des aires de répartition fortement disjointes. Ceci ne peut s'expliquer que si l'on conçoit que ces continents étaient un jour réunis.

3. Doc. 3 et 4: Présenter les arguments majeurs exprimés par les adversaires de Wegener pour nier le fondement scientifique de la théorie de la dérive des continents.

Il n'existe aucune force physique suffisamment puissante pour déplacer des continents. La répartition actuellement disjointe d'espèces fossiles est due à l'existence passée de ponts continentaux qui ont disparu.

4. En conclusion: Exposer de façon synthétique, l'ensemble des arguments exprimés par les différents protagonistes sur la position des continents actuels.

Wegener et les mobilistes s'appuient sur des observations géologiques, géographiques, paléontologiques et climatiques et mettent en avant la théorie de « la dérive des continents. Les fixistes nient tout déplacement continental, en s'appuyant sur les connaissances en physique de l'époque. Ils expliquent les aires de répartition disjointes d'espèces fossiles par l'existence passée de ponts continentaux.
B2 : Les apports du magnétisme terrestre :

B21 Principes et variations de direction du champ magnétique au cours des temps:

K7 vidéo : le magnétisme terrestre (principe)
Démo aimantation roches avec un gabbro

Faire toutes les activités p66-67 (papier calque)
1. Doc. l- Donner les valeurs de l'inclinaison à l'équateur et aux pôles.

Elle est nulle à l'équateur et égale à 90° aux pôles.
2. Doc. 2 et 3: Expliquer pourquoi l'aimantation acquise lors du refroidissement d'une roche ferromagnétique (NB: une roche volcanique ne développe pas forcément de champ magnétique si elle pas très riche en minéraux ferromagnétiques) ne peut pas être à l'origine d'une orientation particulière privilégiée des cristaux de magnétite.

L'aimantation d'une roche n'apparaît qu'en dessous de la température de Curie (578 OC pour la magnétite), donc bien après que la roche se soit cristallisée.
3. Doc. 4 et 5: Proposer plusieurs hypothèses qui expliquent les changements de positions des pôles magnétiques du doc. 5.

Hypothèse 1: les pôles magnétiques se sont déplacés.

Hypothèse 2: les continents se sont déplacés. Hypothèse 3: les pôles magnétiques et les continents se sont déplacés.
4. Doc. 6: Utiliser les informations de ce document pour appuyer une des hypothèses émises en 3.

Le champ magnétique se développant sous la forme d'un dipôle (donc un seul pôle Nord et un seul pôle Sud magnétiques), il ne peut coexister plusieurs pôles magnétiques. Seule l'hypothèse 1 peut être retenue.
5. Doc. 7: Décalquer les courbes de dérive des pôles et les superposer. Discuter la notion de mobilité continentale.

Les courbes de dérive apparente du pôle magnétique ont un point commun: la position actuelle du pôle Nord magnétique. Dès que l'on remonte dans les temps géologiques (à partir du Tertiaire), on ne peut plus superposer les 2 paléopôles: la mise en parallèle de ces 2 cartes confirme la mobilité continentale.
4. En conclusion: Expliquer comment l'étude du magnétisme terrestre a permis de reconstituer le déplacement des continents à la surface de la Terre.

La mesure du magnétisme passé, conserve dans certaines roches de la croûte continentale, permet de reconstituer les positions des paléopôles magnétiques. Ceux-ci pouvant être considérés comme fixes dans l'histoire géologique, on peut en déduire les positions passées des continents. Cette méthode géophysique démontre la mobilité des blocs continentaux à la surface du globe.


Montrer la démo animée du site activité 4èmes (sur le réseau), la biologie en flash aussi…(cf. mouvement des continents)

La direction du champ magnétique peut être enregistrée et fossilisée par les minéraux ferromagnésiens : c'est l'aimantation rémanente. En étudiant des roches d'âges variés on observe une migration des pôles magnétiques (paléopôles) correspondant à des mobilités continentales…
B22 Les anomalies magnétiques des fonds océaniques:
Mesure du chp mgnt avec un teslamètre et celui d'un aimant dont on inverse les pôles



P68-69

Doc. 1 et 2:

a. Faire une remarque concernant la disposition générale des zones d'anomalies positives et négatives.

b. À l'aide des informations données et des connaissances, formuler une hypothèse qui explique l'alternance des bandes d'anomalies positives et négatives.

a. Les zones d'anomalies magnétiques sont globalement disposées de façon symétrique par rapport à la dorsale médio-Atlantique.

b. Les basaltes océaniques se sont mis en place progressivement (certains à une période où le champ magnétique terrestre était de même sens que l'actuel, d'autres à une époque où ce champ était inverse de l'actuel) et en bandes relativement linéaires et parallèles à l'axe de la dorsale.

2. Doc. 3: Évaluer pour cette période de temps, le nombre moyen d'inversions du champ magnétique par millions d'années.

Si on prend en compte 11 inversions sur un peu plus de 5 M.a., cela donne grossièrement une inversion tous les 500000 ans.
3. Doc. 4 et 5:

a. Retrouver la caractéristique concernant la disposition des zones d'anomalies remarquée en activité 1.

b. Reconstituer, en utilisant comme modèle du doc. 5, la situation des fonds des océans de part et d'autre de la dorsale il y a 1, puis 2, puis 3 millions d'années.

c. Proposer une explication de l'origine des fonds océaniques en utilisant l'expression « double tapis roulant ».

d. Proposer un âge à l'océan Pacifique. Qualifier cet âge.

a. La disposition symétrique par rapport à la dorsale.

b. Voir schémas ci-dessous.

c. Les fonds océaniques se mettent en place à partir de la dorsale. Des basaltes s'épanchent progressivement des 2 côtés comme un tapis roulant: au fur et à mesure de leur venue, les fonds s'agrandissent.
d. la plus ancienne anomalie étant datée à 200Ma, on peut penser que le Pacifique a cet âge ce qui est très jeune comparé aux âges de certaines roches de la croûte continentale.

Les enregistrements du magnétisme développé par les basaltes des fonds océanqiues traduisent leur mise en place progressive depuis la dorsale. Ce mécanisme d'accrétion lente, suivant le principe du double tapis roulant, explique l'origine et et l'expansion de la croûte océanique au niveau des zones de divergence.

B23 L'âge des sédiments océaniques:

Correction du TP 5:
Les forages océaniques profonds confirment que les sédiments au contact du basalte sont de plus en plus anciens en s'éloignant de la dorsale.

B24 Les alignements de volcans de points chauds:

TP5
Les volcans de point chaud enregistrent le déplacement d'une plaque lithosphérique au-dessus d'un point chaud fixe.
B25 La mesure en temps réel du déplacement des plaques
correction du TP6
B26 La cinématique globale des plaques:
cinématique : Etude du mouvement. Science qui a pour objet les lois du mouvement considéré en lui-même. Partie de la mécanique ayant pour but de donner une description géométrique du mouvement d'un point ou d'un système physique.

  • Les trois principes de la cinématique globale des plaques sont:

* Il y a conservation du volume de la Terre, ce qui signifie que toute création de plaque est compensée par une disparition en un autre endroit du globe ;

* Il y a création de plaques au niveau des dorsales océaniques, ainsi que le montrent la répartition des sédiments océaniques et les anomalies magnétiques

* Il y a disparition de plaques ainsi que le montre par exemple le « jeune » âge des plus vieux sédiments océaniques - 180 Ma.

  • Les trois types de mouvements des plaques:
    l'existence de failles transformantes:
    étude du document 1 p 85 et activité 1:


Elle décale l'axe (au niveau de la ride) de la dorsale est-pacifique
Regarder la carte de la dorsale médio-atlantique et le document 3 p78
Repérer les failles transformantes

  • Origine de ces failles:
    utiliser le document 1 p 304 Nathan à coller dans le cahier

Bilan: annoter un planisphère avec les limites de plaques: y placer des flèches montrant le sens et la direction des déplacements relatifs avec les vitesses de déplacements

Coller et compléter le document bilan tiré du Bordas p 307

Des observations, essentiellement réalisées dans les océans, et dont le début a plus d'un siècle, ont permis d'élaborer la théorie de la tectonique des plaques selon la quelle la lithosphère est découpée en plaques animées de mouvements relatifs de divergence, convergence et coulissage. Elles se basent sur la forme des continents, la faune et la flore fossiles, des formations géologiques continentales, les sédiments océaniques et les anomalies magnétiques des fonds océaniques. Ces informations sont relayées actuellement par les techniques modernes des mesures directes du déplacement des plaques par les satellites et des balises au sol.

Exercice d'entraînement au devoir du 15/11/2004:

Travail d'un exercice de type bac partie 2 exercice 2:

attention certains types de documents ont été vus en TP (docs C et D) mais sous une autre forme et ne devraient donc pas figurer dans cet exercice si on se conforme aux IO.





Sismolog 3D

teslamètre

Livre p 66-67


lien vers la page 4ème

A voir si je ne donne pas le bilan tout de suite

Animation la biologie en flash: le modèle de l'accrétion océanique

document 1 p 304 Nathan

Failles.exe
planisphère avec les limites de plaques:

document bilan tiré du Bordas p 307

Bilan à trou

Exercice et son corrigé


Exploiter une carte.

Exploiter un graphique, représenter sous la forme d'un tableau et mettre en relation des informations pour formuler une hypothèse


Tirer une information d'un texte.


Réaliser une synthèse


Exploiter un schéma.


Saisir des informations d'un texte.

Exploiter un document pour émettre des hypothèses.

Exploiter une carte pour éprouver des hypothèses.


Exploiter des cartes pour adopter une démarche explicative

Réaliser une synthèse.

Exploiter une carte et des données pour formuler une hypothèse.

Exploiter un graphique.

Exploiter des graphiques, représenter par des schémas et adopter une démarche explicative

Représenter par un schéma, exploiter une photographie.

Travail à réaliser pour la séance suivante_______________________________________________________________________________________
Observations, difficultés rencontrées_________________________________________________________________________________________








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