CONNAISSANCES CONSTRUITES

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1 Partie du prgramme : La tectnique des plaques : l histire d un mdèle Niveau : Première S Titre de la séance : L idée d une mbilité des cntinents EXTRAIT DU PROGRAMME Au début du XXème siècle, les premières idées évquant la mbilité hrizntale s appuient sur quelques cnstatatins : la distributin bimdale des altitudes, les tracés des côtes, la distributin gégraphique des paléclimats et de certains fssiles. Ces idées se heurtent au cnstat d un état slide de la quasi-ttalité du glbe terrestre établi, à la même épque, par les études sismiques. L idée de mbilité hrizntale est rejetée par l ensemble de la cmmunauté scientifique. CONNAISSANCES CONSTRUITES C est à partir du début du XXème siècle que la thérie de la dérive des cntinents a émergé, grâce à la mise en relatin de nmbreuses bservatins par Alfred Wegener : la cncrdance des côtes africaines et sud-américaines, la présence des mêmes fssiles et vestiges glaciaires sur ces deux cntinents, ainsi que la répartitin bimdale des altitudes suggérant que les cntinents snt cnstitués d un matériau distinct de celui dnt snt faits les fnds céaniques. Seln Wegener, ces deux cntinents étaient réunis en un supercntinent qui se serait fragmenté en blcs cntinentaux dérivant à la surface de la Terre. Cette idée est rejetée par la majrité de la cmmunauté scientifique de l épque car Wegener ne prpse pas de mteur suffisamment puissant pur expliquer la mbilité hrizntale des cntinents, au sein d un milieu mntré cmme slide par les études sismiques. CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE Utiliser un SIG, un tableur et un didacticiel Interrger des bases dcumentaires Appliquer une démarche explicative Traduire des infrmatins par un tableau CONDITIONS MATÉRIELLES Les élèves travaillent en binôme, au curs de la première activité, ils visualisent sur un SIG certains arguments à l rigine de la thérie de Wegener, puis ils cnstruisent la curbe de Trabert à l aide d un tableur. Dans une deuxième activité, ils utilisent le SIG et un didacticiel pur décuvrir les arguments ayant cntribué à l abandn de la thérie. COIN LABORATOIRE Matériels Ordinateurs cnnectés à internet Lgiciel Ggle Earth Un tableur Lgiciel Sismlg Planisphère en relief : Planche les temps gélgiques : Dcuments didactiques Fiche d utilisatin Ggle Earth des ECE Fiche d utilisatin du tableur des ECE Fiche d utilisatin Sismlg des ECE DESCRIPTIFS Le prfesseur purra présenter la psitin actuelle des cntinents à l aide du planisphère en relief, ntamment celle de l Afrique et celle de l Amérique du Sud pur susciter le questinnement sur une éventuelle mbilité au curs du temps (planche des temps gélgiques). PIERRON 1 / 5

2 Dans une première activité, n étudie les bservatins réalisées par Wegener qui lui nt permis de prpser un mdèle analgique de crûtes cntinentales flttant «cmme des icebergs», et ainsi de cnstruire la thérie de la dérive des cntinents. Activité 1 : Étude des arguments à l rigine de la thérie de la dérive des cntinents Objectif : Mntrer cmment A.Wegener a cnçu la thérie de la dérive des cntinents. Supprt : On utilisera : - Ggle Earth pur visualiser les divers arguments (gégraphiques, gélgiques, paléntlgiques, paléclimatiques) et une animatin, grâce au fichier kmz A la décuverte de la thérie de la tectnique des plaques réalisé par L.Delrme (à télécharger sur le site SVT de l académie de Mntpellier - Un tableur permettant de traiter les dnnées sur la distributin des altitudes (fichier à télécharger dans la banque de schémas sur le site SVT de l académie de Dijn - Un dcument aidant à la cmpréhensin du mdèle analgique prpsé par Wegener. 1. A l aide de Ggle Earth, uvrir le fichier Décuverte de la thérie de la tectnique des plaques.kmz. 2. Ouvrir le sus-dssier Les travaux de Wegener et visualiser successivement les dnnées gélgiques, bilgiques, climatiques afin de prpser dans un tableau des arguments en faveur d une mbilité hrizntale des cntinents. 3. A partir des dnnées du fichier Distributin des altitudes.xls, cnstruire avec un tableur l histgramme de la distributin des altitudes à la surface du glbe, puis y ajuter la curbe de tendance de myenne mbile sur 2 pérides. 4. A l aide de la curbe btenue, du texte ci-dessus et de l animatin Tectnique des plaques du fichier kmz, expliquer cmment Wegener utilise la distributin des altitudes pur prpser un mdèle analgique de mbilité hrizntale des cntinents. Seln la thérie de la cntractin de la Terre, due à sn refridissement : à partir d un niveau initial unique, la répartitin des altitudes à la surface du glbe devrait être celle d'une curbe de Gauss avec un seul maximum. «Nus en cncluns, dit Wegener, qu'il dit y avir eu deux niveaux initiaux de départ et nus smmes cnduits, inévitablement, à admettre que les cntinents et les sls sus-céaniques cnstituent deux cuches distinctes de l'écrce terrestre qui se cmprtent en grssissant un peu ntre image cmme des icebergs tabulaires et l'eau qui les baigne» Wegener, La genèse des cntinents et des céans, p Résumer alrs cmment a été élabrée la thérie de la dérive des cntinents. Critères d évaluatin Activités 1 et 2. Représenter des dnnées sus frme d un tableau : - Chix raisnné des lignes et des clnnes, - Arguments scientifiquement crrects, - Titre pertinent. 3. Utiliser un lgiciel de traitement de dnnées : - Chix des axes, - Légendes, - Titre pertinent. 2/5

3 Activité 2 : Étude des arguments cntre la thérie de la dérive des cntinents Objectif : Cmprendre les difficultés d acceptatin de la thérie de la dérive des cntinents Supprt : On utilisera Ggle Earth pur visualiser deux arguments cntre la thérie : la thérie des pnts cntinentaux et le pint de vue de H.Jeffreys, ainsi que Sismlg pur les arguments établis par les études sismiques. 1. A l aide de Ggle Earth, uvrir le sus-dssier Les arguments cntre la dérive des cntinents afin de cmpléter le tableau de l activité 1 avec les arguments ppsés à l idée d une mbilité hrizntale des cntinents. 2. A l aide de Sismlg visualiser les Traces d un séisme en France (Fenêtres-Traces) Lrsqu n enregistre un séisme n peut repérer tris types d ndes sur un sismgramme : les ndes P snt les plus rapides elles se prpagent dans les milieux slides et les milieux liquides ; les ndes S mins rapides, ne se prpagent que dans les slides ; les ndes de surface (L et R) les mins rapides se prpagent dans les cuches superficielles. - Repérer les ndes P et S (Slutins-Crriger dépuillements) - Lcaliser le séisme et les statins d enregistrement (Lcaliser-Calculer l hypcentre) - Mdéliser la prpagatin des ndes sismiques à l intérieur du glbe (Fenêtres-Mdèle de Terre), chisir le mdèle à deux cuches et visualiser la prpagatin des ndes S. 3. En déduire l état physique du glbe et à l aide du dcument ci-dessus expliquer en qui cette infrmatin s ppse à l idée de Wegener d une mbilité des cntinents (cmpléter le tableau de l activité 1). Cupe schématique de la Terre seln Wegener Les cntinents de Sal (u Sial) repsent sur une cuche plus dense de Sima. La Terre cntient un nyau de Nife. Fig. 2, «Die Entstehung der Kntinente», Gelgische Rundschau, 3, 1912, p /5

4 TP L idée d une mbilité des cntinents Activité 1 : Etude des arguments à l rigine de la thérie de la dérive des cntinents Tableau : vir activité 2 % surface terrestre à 9 prfndeur (km) Analyse statistique des altitudes à la surface du glbe à 8 8 à 7 7 à 6 6 à 5 5 à 4 4 à 3 3 à 2 2 à 1 1 à 0 0 à 1 1 à 2 2 à 3 3 à 4 4 à 5 5 à 6 6 à 7 7 à 8 8 à 9 0= niveau altitude (km) On bserve que la curbe myenne de répartitin des altitudes à la surface du glbe présente deux maxima au lieu d un seul. Ce qui permet à Wegener d affirmer, seln la thérie de la cntractin de la Terre due à sn refridissement, que cette cntractin aurait eu lieu à partir de deux niveaux initiaux et nn d un seul, et dnc que les cntinents et les fnds céaniques cnstituent deux cuches distinctes. Il prpse alrs un mdèle analgique de crûtes cntinentales flttant «cmme des icebergs». Wegener met en relatin plusieurs arguments tirés de multiples disciplines pur prpser l idée que les cntinents actuellement élignés étaient regrupés en un supercntinent dans le passé. Avec l analyse statistique des altitudes à la surface du glbe, il suggère que les cntinents cnstituent une crûte légère flttant sur une cuche plus dense sus-jacente. Ainsi un supercntinent, il y a envirn 250Ma, se serait fragmenté en plusieurs blcs cntinentaux dérivant à la surface de la Terre : c est la thérie de la dérive des cntinents. 4/5

5 Activité 2 : Etude des arguments cntre la thérie de la dérive des cntinents On bserve que les ndes S ne se prpagent que dans les deux premières cuches du glbe. Ce type d ndes ne se prpageant que dans les milieux slides, n en déduit que les deux premières cuches snt slides alrs que le nyau est liquide. Les cntinents (de Sal) slides repseraient dnc sur une cuche (de Sima) slide également, et le nyau (de Nife) serait liquide : cmment des cntinents purraient fltter «cmme des icebergs» sur un milieu slide? Les arguments en faveur et cntre l idée d une mbilité hrizntale des cntinents Arguments Gégraphiques Gélgiques Paléntlgiques Paléclimatiques En faveur d un regrupement en un supercntinent Cmplémentarité du tracé des côtes africaine et sud-américaine Répartitin des bucliers cntinentaux cncrdante sur les 2 cntinents Distributin de fssiles animaux et végétaux cncrdante Traces de glaciatin cncrdantes Cntre Apprximative ailleurs Thérie des pnts cntinentaux entre les différents cntinents Arguments En faveur d une mbilité des cntinents Cntre Distributin des altitudes Sismiques Frce mtrice Cntinents distincts des fnds céaniques et flttant «cmme des icebergs» Glbe slide jusqu à 2900 km de prfndeur Pas de frces suffisantes pur juer un rôle mteur 5/5