une situation d apprentissage

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1 Chapitre Les mouvements de Je m interroge sur ces documents Le premier document montre qu entre 70 millions d années et l époque actuelle, la géographie des continents a changé : écartement du bloc des Amériques par rapport au bloc Afrique-Europe et donc l ouverture de l océan Atlantique ; remontée de l Inde vers l Asie et donc fermeture de l océan existant entre les deux continents. Ces constats permettent aux élèves d établir que les continents sont en mouvement et donc de s interroger sur les causes de ces mouvements. Le deuxième document montre les reliefs de l Himalaya, constitués de roches déformées. Le troisième document localise précisément ces reliefs entre l Inde, continent qui a migré vers le Nord, et la Chine. La localisation de ces reliefs doit orienter la réflexion des élèves vers les conséquences des mouvements des plaques, des continents et/ou vers les causes de déformation des roches, et la formation de l Himalaya. Autres documents utilisables : animation de la position des continents au cours du temps : ou ash.net/sommaire.html (rubrique «Géologie», «Dynamique interne», «La valse des continents») ou ou logiciel présentant la position des continents à différentes époques géologiques : 4e_plaques.htm ou «Le visage changeant de la Terre» (CCGM) planisphère localisant toutes les chaînes de montagnes : carte du relief à l intérieur de la couverture. Programme Programme officiel consultable sur le site du B.O. : hors série n 6 du 19 avril ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edutel/bo/2007/hs6/mene a_annexe3.pdf Le programme présente les références au socle commun de connaissances et de compétences en caractères droits. Le reste du programme est en italique. Connaissances Les séismes sont particulièrement fréquents dans certaines zones de la surface terrestre. Ils se produisent surtout dans les chaînes de montagnes, près des fosses océaniques et aussi le long de l axe des dorsales. Capacités déclinées dans une situation d apprentissage Exploiter une représentation cartographique, un planisphère [Compétence 5], [Compétence 4 B2i domaines 1 et 4] pour localiser les zones sismiques à l échelle mondiale. Situer un séisme dans l espace en utilisant des cartes à différentes échelles. [Compétence 5] S informer, se documenter grâce à un logiciel ou un site internet sur la localisation des séismes [Compétence 4 B2i domaine 4]. Exemples d activités Recensement et localisation des séismes sur un planisphère, grâce à un logiciel ou un site Internet. [B2i] 26 Les mouvements de la surface de la Terre

2 la surface de la Terre Connaissances Les volcans actifs ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe. Sur les continents, des volcans actifs sont alignés, principalement autour de l océan Pacifique et le long de grandes cassures. Dans les océans, les zones volcaniques se situent au niveau de l axe des dorsales océaniques. La répartition des séismes et des manifestations volcaniques permet de délimiter les plaques. Les variations de la vitesse des ondes sismiques en profondeur permet de distinguer la lithosphère de l asthénosphère. La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques rigides reposant sur l asthénosphère qui l est moins. Les plaques sont animées de mouvements qui transforment la lithosphère (formation de chaînes de montagnes, déplacement des continents, ouverture et fermeture des océans). À raison de quelques centimètres par an, les plaques se forment et s écartent à l axe des dorsales. Elles se rapprochent et s enfouissent au niveau des fosses océaniques. L affrontement des plaques engendre les déformations de la lithosphère et aboutit à la formation de chaînes de montagnes. Capacités déclinées dans une situation d apprentissage Exploiter une représentation cartographique, un planisphère [Compétence 5], [Compétence 4 B2i domaines 1 et 4] pour localiser les zones volcaniques. Exploiter un graphique de vitesse des ondes sismiques pour en déduire la limite lithosphèreasthénosphère. Exprimer le résultat d une recherche : schématiser sur un planisphère, sur une représentation cartographique des mouvements aux limites de plaques. Exprimer le résultat d une recherche : réaliser un schéma fonctionnel de la partie externe de la Terre. Observer, questionner, argumenter, modéliser de façon élémentaire afin de relier les mouvements des plaques à l ouverture et la fermeture d un océan jusqu à la formation d une chaîne de montagnes. Exemples d activités Localisation des zones volcaniques du globe à partir d un planisphère ou d un logiciel de visualisation. [B2i] Comparaison de la répartition mondiale des séismes et des volcans. [B2i] Observation des variations de vitesse d ondes sismiques profondes entre lithosphère et asthénosphère. Localisation sur une coupe du globe de la lithosphère, de l asthénosphère. Analyse de documents concernant la théorie de Wegener. [Histoire des sciences] Identification des mouvements de part et d autre des frontières des plaques sur un planisphère, à partir de données GPS. Mise en relation de l existence de fosses, de séismes profonds avec l enfoncement de la lithosphère océanique, à partir de cartes, de schémas ou de logiciels de visualisation. [B2i] Utilisation de maquettes montrant le mouvement des plaques. Reconstitution du déplacement d une masse continentale, de la disparition d un océan et de la formation d une chaîne de montagnes, à partir de cartes et de schémas ou logiciels de visualisation. [B2i] Observation de déformations des roches à l échelle de l affleurement. Réalisation de maquettes reproduisant ces déformations. Les acquis de l École primaire Programme officiel paru au B.O. hors série n 1 du 14 février 2002 consultable sur le site du B.O. : Thèmes de convergence Paru au B.O. hors-série n 6, volume 2 du 19 avril 2007, téléchargeable à l adresse du site : gouv.fr/bo/2007/hs6/mene _annexe5.pdf Ce chapitre peut être intégré à la construction du thème «Énergie» : les élèves établissent une relation entre l activité interne de la planète et l énergie. Le socle commun de connaissances et de compétences Paru au B.O. n 29 du 29 juillet 2006 consultable sur le site du B.O. : D.htm Mise en œuvre du socle commun dans le programme de Sciences de la Vie et de la Terre, paru au B.O. n 6 du 19 avril 2007, téléchargeable à l adresse Internet suivante (introduction) : ftp://trf.education.gouv.fr/pub/edutel/ bo/2007/hs6/mene a_annexe1.pdf Ce chapitre participe à la construction de notions et de compétences : savoir que la planète Terre présente une structure et des phénomènes dynamiques internes et externes ; pratiquer une démarche scientifique ; manipuler et percevoir la différence entre réalité et simulation : réaliser un modèle de formation des plis et des failles dans les chaînes de montagnes. Attitudes développées au cours des quatre activités de ce chapitre la curiosité pour la recherche des causes de phénomènes naturels. B2i Le B2i pour le collège est défini dans l arrêté paru au B.O. n 29 du 20 juillet 2006 : gouv.fr/bo/2006/29/mene a.htm Les modalités d évaluation du B2i sont présentées dans la circulaire de mise en œuvre parue au B.O. du 16 novembre Elle présente en annexes le tableau synoptique des items évalués et les feuilles de position «élèves» : MENE C.htm Atelier B2i (page 63 du manuel) : cette activité spécifique participe à la construction, par l élève, de la Compétence 4.5 : «Je sais sélectionner des résultats lors d une recherche (et donner des arguments permettant de justifier mon choix)» en réalisant une recherche de localisation d épicentres de séismes sur le moteur de recherche du site Internet du RéNaSS. Le site propose toutes les ressources pour élaborer cette activité : fichier d impression de la carte de l Amérique du sud, adresse du site du moteur de recherche du RéNaSS. Les mouvements de la surface de la Terre 27

3 Activité 1 La répartition des volcans et des séismes à la surface de la Terre Objectifs visés Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à : constater que la répartition des volcans et des séismes à la surface du globe ne se fait pas au hasard ; comprendre que la surface de la Terre est morcelée en plusieurs plaques d une profondeur de 100 km de profondeur. Cette dernière connaissance est construite à partir : d une observation de surface : la répartition des volcans, des séismes et des reliefs à la surface du globe délimite les différentes plaques ; d une observation en profondeur : variation en profondeur de la vitesse des ondes sismiques. Cette variation délimite les plaques lithosphériques par rapport à l asthénosphère sous-jacente. Connaissances construites Les séismes et les éruptions volcaniques ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe : ils se produisent principalement au niveau des chaînes de montagnes, des fosses océaniques et des dorsales océaniques. La partie externe de la Terre est constituée de plaques lithosphériques rigides se trouvant au-dessus de l asthénosphère moins rigide. Dans le cadre du socle commun de connaissances et de compétences, cette activité contribue à savoir que la planète Terre présente une structure et des phénomènes dynamiques internes et externes. Les capacités et compétences déclinées au cours de cette activité Localiser les zones sismiques et volcaniques à l échelle mondiale (documents a et b). Relier la localisation des séismes et du volcanisme à l existence de plaques (documents c à d). Exploiter un graphique de vitesse des ondes sismiques pour en déduire la limite lithosphère / asthénosphère (document e). Réponses aux questions posées 1. v can t вn a x m m end ƣ d g l m f m n d a gn m n c n 2. l m d p a r g d f man la ac d la é t ac l a gn m n d m e d v can 28 Les mouvements de la surface de la Terre

4 Réponses aux questions posées 3. a l m d p a A c d à un d a oc an. a l m d p a B c d à un f oc an. a l m d p a C c d à un c a n d m agn 4. an la l, p la p d e g and, p la d d m e g and (3,5 km/s p 0 km ; 4,8 km/s p 100 km d p d ), d c la l e d p en p r g d en p d. an l a n, p la p d e g and, mƣn la d d m e g and (4,8 km/s p 100 km ; 4,3 km/s p 150 km), d c l a n e d mƣn en mƣn r g d Matériel et mise en œuvre : Le logiciel Tectoglob, téléchargeable gratuitement à l adresse : Tectoglob/index.html, permet de faire construire aux élèves les documents a, b et d : 1) Pour réaliser les documents a et b : dans le menu Affi chage, sélectionner Séismes ou Volcans. 2) Pour réaliser le doc d : dans le menu Mode, sélectionner Tracé d une coupe ; tracer le trait de coupe désiré (cf. document c) puis cliquer sur OK : la coupe apparaît dans une nouvelle fenêtre ; dans le menu Choix, sélectionner Exagération des reliefs, puis x 100. Ces documents peuvent également être construits à l aide du logiciel Sismolog (Jeulin). Exploitation des documents c et d Afi n de mieux visualiser les reliefs, utiliser également la carte des reliefs de l intérieur de la couverture ou un planisphère en relief (Pierron). Ressources : Des ouvrages généraux pour le professeur Brahic A. et al, chapitre «Les enveloppes du globe terrestre» ; chapitre «Lithosphère et plaques lithosphériques», Sciences de la Terre et de l Univers, Vuibert, 2000 (nouvelle édition : 2006). Caron J.-M. et al, chapitre 1-VI- «La Terre inaccessible», Comprendre et enseigner la planète Terre, Ophrys, Des ouvrages généraux pour les élèves (pour le CDI) S. Bowler, La Terre en mouvement : un guide d initiation des plaques, Des sites Internet Pour obtenir une carte mondiale des séismes de la semaine précédente, le site français du ReNaSS : en p d. a l m en la l e l a n e d c ca ac pa un c ang m n d n d va a d d d m à 100 km d p d. n p a l e un p a d l r g d r d l a n mƣn r g d e e d m pa d z ac в p od n d m e d é v can 5. a r a d v can e d m à la ac d g m la pa ex n d la e d en p a l r g d d 100 km d p d. Le tracé d une limite de plaque à partir de la répartition des séismes peut être réalisé dans l activité B2i (p. 63 du manuel). Modéliser les plaques à l aide de plaques de polystyrène 1) Découper au cutter une plaque de polystyrène de quelques cm d épaisseur de manière à former plusieurs pièces emboîtables (puzzle) modélisant les plaques lithosphériques (la forme des plaques peut copier la forme réelle de certaines plaques du globe). 2) Dessiner sur la partie supérieure de ces plaques des continents et des océans (dont la forme peut copier la forme réelle de certains océans et certains continents). 3) Pour parfaire la maquette, creuser légèrement au cutter la lithosphère au niveau des océans, au-dessus et en dessous, pour montrer que l épaisseur de la lithosphère est plus faible au niveau des plaques océaniques. Cette distinction n est pas au programme mais elle est visible dans les blocs 3D présentés dans les différentes activités de ce chapitre. (rubrique «Sismicité») ou le site américain de l USGS : earthquake.usgs.gov/eqcenter/index.php Pour avoir une carte mondiale des séismes du mois précédent : Pour superposer la carte de répartition des séismes, celle de la répartition des volcans, ou celle des reliefs et des limites de plaques : ash.net/sommaire.html (rubrique «Les plaques tectoniques) Des logiciels La tectonique animée (Jeulin) : formation du plancher océanique, âge des planchers océaniques. Terre merveilleuse (Pierron) : images, animations Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom. Les mouvements de la surface de la Terre 29

5 Activité 2 Des déplacements de la surface de la Terre Objectifs visés Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à : observer les mouvements des plaques de part et d autres des limites de ces plaques ; comprendre que les mouvements des plaques entraînent le déplacement des continents les uns par rapport aux autres ; comprendre que ces mouvements sont tous coordonnés les uns aux autres ; établir un repère historique de la découverte du mouvement des plaques. Ces connaissances sont construites à partir : de trois études locales de données GPS permettant de visualiser les mouvements des plaques ; de l analyse d un texte présentant la première construction historique d une carte générale des mouvements des plaques ; de l étude cartographique des mouvements des principales plaques les unes par rapport aux autres. Remarque 1 : il est également possible de s appuyer sur l analyse de documents concernant la théorie de Wegener, présentés dans le Sciences en question (p 56). Remarque 2 : La première construction d une carte générale des mouvements des plaques, réalisée par Xavier Le Pichon, utilisait les données issues de l étude des séismes (direction et ampleur du déplacement lors de chaque séisme, déduites entre autres de l étude des mécanismes au foyer). Ces données sont trop compliquées pour être exploitées en classe de 4 e. Connaissances construites Les séismes et les éruptions volcaniques qui se produisent aux limites de plaques sont dus à des mouvements entre les plaques. Les plaques s écartent les unes des autres au niveau des dorsales océaniques et se rapprochent au niveau des fosses océaniques et des chaînes de montagnes. Dans le cadre du socle commun de connaissances et de compétences, cette activité contribue à la construction de : «Savoir que la planète Terre présente une structure et des phénomènes dynamiques internes et externes». Les capacités et compétences déclinées au cours de cette activité Schématiser sur un planisphère des mouvements aux limites de plaques (document e). 30 Les mouvements de la surface de la Terre

6 Réponses aux questions posées 1. pa e d a d la d a ac d, в la p a ac e la p a a ca s éca n l un d l a, à un d en 70 /an. pa e d a d l ma aya, в la p a e a e la p a indo-a a ra oc n l un d l a, à un d en 35 /an. pa e d a d la f d an a, в la p a e a e la p a ac ra oc n l un d l a, à un d en 20 /an. Matériel et mise en œuvre : Le logiciel Tectoglob, téléchargeable gratuitement à l adresse : Tectoglob/index.html, permet de faire construire aux élèves les documents a, b et c : 1) Dans le menu Affichage, sélectionner Points GPS ; 2) Dans le menu Mode, sélectionner Délimitation d une zone puis tracer un carré autour de la zone étudiée et cliquer sur OK. 2) Dans le menu Vecteurs, sélectionner Choisir les vecteurs à afficher : une nouvelle fenêtre s ouvre ; cliquer sur Carte : les vecteurs n apparaissent que dans la zone sélectionnée. 3) Centrer sur la zone étudiée à l aide des curseurs Zoom et Décalage. 4) Dans le menu Vecteurs, sélectionner Afficher l échelle ; cliquer sur l emplacement désiré de l échelle puis sur OK. 5) Pour changer de zone, dézoomer et reprendre à partir de 2). 6) Pour la zone de l Himalaya, double-cliquer sur le début de la flèche située au centre de l Himalaya pour considérer que ce point est immobile. Ces documents peuvent également être construits à l aide du logiciel Sismolog (Jeulin). Ressources : Des ouvrages généraux pour le professeur Voir la liste proposée p 29 (activité 1). Allègre C., L écume de la Terre, Fayard, 1999 : un historique de Wegener à la théorie de la tectonique des plaques. Coll., «Alfred Wegener et l hypothèse de la dérive des continents» ; «Les preuves de la dérive des continents» ; «La tectonique des plaques» ; «Les fossiles témoins de la dérive des continents», La dérive des continents, la tectonique des plaques, Pour la science, Belin, Deparis V. et Gros H., Voyage à l intérieur de la Terre, CNRS Éditions, Paris, Wegener A., La genèse des continents et des océans, Christian Bourgois, 1990 : la théorie de la dérive des continents de Wegener. 2. a p a indo-a a ra oc d la p a e a, c e c n aвc l va d doc m n c. 3. n вa d d a oc an l p a s éca n ; a n вa d f oc an l p a ra oc n ; a n вa d c a n d m agn l p a ra oc n. 4. p a s éca n a n вa d d a oc an e ra oc n a n вa d f oc an e d c a n d m agn Exploitation des documents d et e Afin de mieux comprendre que les mouvements des plaques sont tous coordonnés les uns aux autres, il est possible de fournir aux élèves une carte des plaques vierge (cf. activité 1, document c), de leur faire tracer les mouvements des plaques au niveau de chaque limite (en fonction du type de relief qui s y trouve) et d en déduire le mouvement global de la plaque. La maquette «Déplacement des continents» (Jeulin 2002) permet de comprendre le déplacement des continents portés par les plaques lithosphériques. Modéliser les déplacements des plaques à l aide de plaques de polystyrène (suite de l activité 1) 1) Faire déplacer les plaques les unes par rapport aux autres, conformément aux types de limites de plaques représentées : le «puzzle» n est pas fixe. 2) Se pose alors le problème des «trous» et des «bosses» qui se forment dans le puzzle (cf. activité 3). Des sites Internet Pour visualiser des animations 3D des mouvements au niveau des frontières de plaque (cliquer sur les illustrations) : mountains.htm Des logiciels : logiciel présentant le mouvement des plaques depuis 170 Ma, avec trois points permettant de mesurer la vitesse d écartement des plaques Amérique du sud et Afrique. Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom. Les mouvements de la surface de la Terre 31

7 Activité 3 Les conséquences des mouvements des plaques Objectifs visés Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à : comprendre les conséquences de l écartement ou du rapprochement de deux plaques ; comprendre comment s ouvrent ou se ferment les océans. Ces connaissances sont construites à partir : de l étude en surface des phénomènes qui se déroulent au niveau des dorsales océanique : pour cela, le morceau de la dorsale Atlantique émergée au niveau de l Islande a été choisi ; de l étude en profondeur des phénomènes qui se déroulent au niveau des fosses océaniques, à l aide de l étude de la répartition des foyers sismiques. Remarque : Le document f doit être utilisé pour rappeler aux élèves qu il y a également un volcanisme au niveau des limites de plaques comportant une fosse océanique (cf. activité 1). Cependant, les causes et les conséquences de ce volcanisme ne sont pas au programme de la classe de 4 e. Connaissances construites Au niveau des dorsales océaniques, les plaques lithosphériques se forment à partir d asthénosphère et s écartent : l océan s ouvre. Au niveau des fosses océaniques, les plaques lithosphériques se rapprochent et l une d elle s enfonce dans l asthénosphère : l océan se ferme. Dans le cadre du socle commun de connaissances et de compétences, cette activité contribue à la construction de : «Savoir que la planète Terre présente une structure et des phénomènes dynamiques internes et externes». Les capacités et compétences déclinées au cours de cette activité Relier les transformations de la lithosphère au mouvement des plaques (documents c et g). Rendre fonctionnel un schéma de la partie externe de la Terre (documents c et g). Relier les mouvements des plaques à l ouverture et à la fermeture d un océan (documents c et g). 32 Les mouvements de la surface de la Terre

8 Réponses aux questions posées 1. n вa d la d a i anda, в c c : d v can a gn d l g f e d laв d âg d n l p pa ra à la d a. n в c p nॐ n g og d é v can 2. n c a p s é ƣgn d la d a, p l laв âg d c l anc laв s éca n d pa e d a d la d a e d n в laв n cॐ l e ac la l. n p d c en d d la l d c a p a f m a n вa d la d a g âc a v can m. 3. n c a l f m p oc d la ac a n вa d la f oc an e s en c n d p en p en p d and s é ƣgn d la f в la p a d-am ca n. n p d c en d d la p a a ca s en c la p a d-am ca n, dan l a n, e c d ac m n p od d m 4. p nॐ n p m l в d un oc an e la f ma d l a n вa d d a oc an p nॐ n p m la f m d un oc an e l en c m n d l dan l a n a n вa d f oc an 5. n вa d d a oc an d la l f m à pa d a n. n вa d f oc an d la l s en c dan l a n, c t ad pa d m d p en p p d Matériel et mise en œuvre : Le logiciel Tectoglob, téléchargeable gratuitement à l adresse : logiciels/tectoglob/index.html, permet de faire construire aux élèves les documents d et e : 1) Dans le menu Affi chage, sélectionner Séismes (doc d). 2) Dans le menu Mode, sélectionner Tracé d une coupe ; tracer le trait de coupe et cliquer sur OK. Ces documents peuvent également être construits à l aide du logiciel Sismolog (Jeulin). Exploitation du document e Afi n de mieux comprendre le déplacement des plaques au niveau de la fosse océanique, il est possible de fournir aux élèves une copie du document e afi n qu ils y tracent les plaques et leur mouvement. Exploitation des documents c et g La maquette «Tectonique des plaques» (Jeulin) permet de modéliser l âge et la symétrie des dorsales océaniques et la disparition d un océan. Le planisphère «Pangée et fonds océaniques» (Pierron) permet de relier l ouverture des océans au déplacement des continents. Modéliser les événements aux frontières de plaques à l aide de plaques de polystyrène (cf. activités précédentes) 1) Au niveau des dorsales : rajouter deux bandes de polystyrène (de même forme que la dorsale et de même épaisseur que la lithosphère océanique) de part et d autre de la dorsale. 2) Au niveau des fosses océaniques : découper dans la plaque de polystyrène représentant la lithosphère océanique une bande de même forme que la fosse et la faire passer sous l autre plaque. Ressources : Des ouvrages généraux pour le professeur Voir la liste proposée p 29 (activité 1). Des ouvrages généraux pour les élèves C. Naudin et M.-L. Cuq, Planète Terre, Dorlin Kindersley, M. Turner, La Terre, Gallimard Jeunesse, Paris, Des sites Internet Pour visualiser des animations sur la formation et la disparition de la lithosphère : ash.net/sommaire.html («fonctionnement d une dorsale : l accrétion» et «subduction») Pour visualiser une animation sur l ouverture de l Atlantique sud et l âge de la lithosphère : comchapitres_eleve/flash/deplacement_afrique_ amerdu_sud.swf Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom. Les mouvements de la surface de la Terre 33

9 Activité 4 Les déformations des plaques Objectifs visés : Cette activité a pour objectif de conduire les élèves à : découvrir que les plaques se rapprochent les unes des autres non seulement au niveau des fosses océaniques mais également des chaînes de montagnes ; découvrir que les chaînes de montagnes sont des reliefs verticaux dus à la déformation des roches (plis, failles), elle-même due à une compression horizontale des roches lors de l affrontement de deux plaques. Ces connaissances sont construites à partir : de l observation d affleurements simples dans les Alpes, chaîne de montagne issue de l affrontement de la plaque africaine et de la plaque eurasienne ; de l utilisation de modèles analogiques permettant de comprendre qu une compression horizontale peut engendrer les déformations observées. Remarque 1 : Le document a présente le mouvement relatif de la grande plaque africaine par rapport à la plaque eurasienne. Remarque 2 : Le document b présente le plissement des roches et également une faille au niveau de la charnière du pli. Remarque 3 : L utilisation du modèle analogique avec de l argile ou de la farine à la place de roches rigides est l occasion de travailler avec les élèves les notions d intensité et de durée des forces réellement appliquées sur les roches, dont la plasticité est moins facile à appréhender. Connaissances construites : Dans les chaînes de montagnes, on observe des déformations des roches. L affrontement de deux plaques qui se rapprochent engendre la compression horizontale des roches, donc leur déformation. Ces roches déformées forment une chaîne de montagnes entre les deux plaques qui s affrontent. Dans le cadre du socle commun de connaissances et de compétences, cette activité contribue à la construction de : «Savoir que la planète Terre présente une structure et des phénomènes dynamiques internes et externes». Les capacités et compétences déclinées au cours de cette activité : Relier les mouvements des plaques à l ouverture et à la fermeture d un océan jusqu à la formation d une chaîne de montagnes (document f). 34 Les mouvements de la surface de la Terre

10 Réponses aux questions posées 1. n p l p m n e l fa dan l roc d d a ra oc m n d la p a a ca n, m «en» dan la p a e a. 2. l doc m n d, в un cॐ h a d c c d a g en a n un p m n d c c c l doc m n e, в un cॐ h a d c c d fa n en a n un p m n e un f ac d c c c n p d c en c c c mod a c m n n hy d d a : un cॐ h a d roc d a ra oc m n d d x p a l en a n la f ma d p m n e d fa 3. c ma c -c. 4. d x p a ra oc n l un d l a e s a n, l roc d m n (p m n e fa e c n l r d c a n d m agn an l c a n d m agn l c c d roc p e вn fa Mouvements qui sont la cause des déformations C C B faille B A Matériel et mise en œuvre : Pour réaliser la modélisation de la déformation des roches : 1 kg de farine (à diviser en quatre lots), une dizaine de craies de couleur écrasées, à mélanger avec les lots de farine, Maquette «Tectodidac» (Pierron) Remarque : en utilisant du plâtre, il est possible de conserver les déformations obtenues pour un cours ultérieur. Autres modélisations exploitables : Maquette «La machine à plis et à failles» (Jeulin) : les matériaux, disposés en couches, sont entraînés par des tapis roulants par enroulement autour de tiges actionnées manuellement. Maquette «Diversité des plis» (Jeulin) : 8 bandes de mousse souple de 4 couleurs reliées par leurs extrémités. Ressources : Film «T.P. Tectonique : extension et compression modélisées» (Pierron, 14 min) : présentation du matériel et réalisation de la manipulation. Modélisation des événements au niveau des chaînes de montagnes à l aide des plaques de polystyrène (cf. activités précédentes) Au niveau d une chaîne de montagnes : découper une bande dans une plaque de polystyrène au niveau d une chaîne de montagne et la faire passer sous l autre plaque : il se forme un relief. Remarque : il se forme également un relief à côté des fosses océaniques, lorsqu on place un morceau de polystyrène sous la plaque chevauchante. Des ouvrages généraux pour le professeur Voir la liste proposée p 29 (activité 1). Coll., Himalaya-Tibet, le choc des continents, CNRS Editions et Muséum d Histoire naturelle, Paris, Lemoine M. et al., De l océan à la chaîne de montagnes, SGF Géosciences, Les documents du manuel sont à projeter à partir du CD-Rom. Les mouvements de la surface de la Terre 35

11 E Je vérifie mes connaissances xercices 1. Définitions A. 3. B. 1. C. 5. D. 2. E QCM 1. b et c. 2. b. 3. a. 4. Représentez dorsale océanique fosse océanique 3. Photo-mystère Cette photographie représente une fissure au niveau d une dorsale émergée (Islande) : on y reconnaît en effet des prismes de basalte (chapitre 2) montrant qu il s agit de roches volcaniques ; ces roches ne sont pas recouvertes de végétaux, elles sont donc récentes. plaque plaque plaque J applique mes connaissances Exercice guidé 5. Reconstituer l histoire de l Inde grâce à l étude des vitesses de déplacement des plaques 1. Depuis 80 millions d années, l Inde est remontée vers le nord, vers la plaque eurasienne. 2. Distance parcourue par l Inde de 20 Ma à 0 Ma : 850 km. Vitesse = 850 km/20 Ma = 42,5 km/ma = 42,5 mm/an De 20 millions d années à aujourd hui, l Inde s est déplacée à la vitesse de 42,5 mm/an. 3. De 80 Ma à 65 Ma, la vitesse de déplacement de l Inde a augmenté (de 90 à 130 mm/an). De 65 Ma à 0 Ma, la vitesse de déplacement de l Inde a diminué (de 130 à 42,5 mm/an). 4. L Inde a commencer à ralentir il y a 65 Ma, donc l Himalaya a commencé à se former il y a 65 Ma. 5. Depuis 80 Ma, l Inde remonte vers le nord. Il y a 65 Ma, elle a rencontré la plaque eurasienne : leur affrontement a entraîné la formation de la chaîne de l Himalaya. Depuis 65 Ma, l Inde continue de remonter vers le nord à une vitesse plus faible (donc la chaîne de l Himalaya continue de se former). 6. La tectonique des Antilles 1. Les indices montrant que les Antilles sont une région présentant une limite de plaque sont la présence d une fosse océanique et de nombreux volcans alignés (premier document) ainsi que de nombreux séismes (second document). 2. A Guadeloupe profondeur (km) B distance (km) mouvement des plaques lithosphériques 36 Les mouvements de la surface de la Terre

12 7. L histoire de l Atlantique 1. L âge de la lithosphère diminue de 0 Ma à 180 Ma de chaque côté quand on s éloigne de la dorsale Atlantique. 2. Au niveau de la dorsale, deux plaques lithosphériques s écartent donc l une de l autre et il y a formation de la lithosphère de ces deux plaques au fur et à mesure qu elles s écartent. 3. L océan Atlantique est apparu il y a 180 Ma. Depuis cette époque, il s est agrandi (éloignant les deux Amériques de l Europe et de l Afrique). Il continue actuellement de s ouvrir. Voir aussi l animation sur le site : Flash/deplacement_afrique_amer_du_sud.swf 8. Découvrir les profondeurs de la Terre 1. Évolution de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur dans la Terre. 2. De 0 à 50 km de profondeur, la vitesse des ondes sismiques augmente de 3,5 km/s à 4,7 km/s. De 50 à 100 km de profondeur, la vitesse des ondes sismiques est constante à 4,7 km/s. De 100 à 150 km de profondeur, la vitesse des ondes sismiques diminue de 4,7 à 3,8 km/s. 3. On peut donc en déduire que la limite entre la lithosphère rigide (grande vitesse des ondes sismiques) et l asthénosphère moins rigide (faible vitesse des ondes sismiques) se situe à 100 km de profondeur. 10. La naissance d une nouvelle plaque 1. Les volcans de la région du rif est-africain sont alignés : il s agit donc d une limite de plaque. 2. Au niveau du rift, les données GPS indiquent que les deux plaques s écartent. 3. On peut donc imaginer que si ce mouvement se poursuit, un océan va se former au niveau du rift est-africain. 11. Le futur visage de la Terre 1. En comparant les deux planisphères, on remarque que la Méditerranée aura disparu dans 150 Ma. 2. Les océans qui commenceront à se fermer d ici 150 Ma sont l océan Atlantique et l océan Indien (on peut observer des fosses océaniques autour). 3. Dans 250 Ma, on peut imaginer que tous ces océans seront fermés et donc tous les continents seront regroupés. 9. Le massif Armoricain 1. Le massif Armoricain a une altitude maximale de 300 m (417 m au Mont des Avaloirs, Mayenne). 2. Les indices permettant d affirmer que le massif Armoricain est une ancienne chaîne de montagnes sont : son altitude en certains points, l inégalité de son relief (cf. carte) ainsi que la présence de roches plissées (cf. photographie). 3. Les roches ayant été plissées il y a 380 millions d années, on peut en déduire que le massif Armoricain s est formé il y a 380 millions d années. 4. Le massif Armoricain est une très vieille chaîne de montagnes, qui n a actuellement qu une faible altitude, contrairement aux chaînes de montagnes récentes. Donc on peut imaginer que le massif Armoricain a été érodé depuis 380 millions d années. Les mouvements de la surface de la Terre 37