Isabelle Roger Nobilet : Anne Vergnaud : Les volcans

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1 Isabelle Roger Nobilet : iroger-nobilet@ac-toulouse.fr Anne Vergnaud : avergnaud@ac-toulouse.fr Les volcans J.M. Bardintzeff : «Différentes spécialités de la volcanologie coexistent : études des roches (pétrographie ou pétrologie), des gaz, analyses chimiques (géochimie), surveillance physique (géophysique). Certains aspects peuvent avoir des connexions avec d'autres branches de la géologie : l'étude des déformations (tectonique), des eaux thermales (hydrologie), des gisements (métallogénie), l'analyse d'images aériennes ou satellites (télédétection)... La volcanologie apparaît vraiment comme une science pluridisciplinaire.» Jules Vernes : «Quant à la cheminée volcanique qui établissait la communication entre les couches souterraines et le cratère, on ne pouvait en estimer la profondeur» L île mystérieuse. Question 1 : la diversité volcanique, témoin de la dissipation d énergie interne Présentez, pour le cycle central du collège, une progression montrant comment la dissipation de l énergie interne de la planète Terre se manifeste au travers du volcanisme, à travers des exemples divers de volcans. Vous préciserez la problématique, le plan détaillé, l articulation des séances, les objectifs notionnels et méthodologiques. Vous indiquerez les documents du dossier que vous utiliseriez (éventuellement après modification, et si besoin addition d autres supports), et les apports spécifiques de ces documents en relation avec ces objectifs. En utilisant des documents, vous décrirez en détail deux activités, intégrées dans cette progression et visant des objectifs méthodologiques différents. Question 2 : le volcanisme et le plutonisme à l échelle pétrochimique Montrez comment, dans les programmes des classes de première et terminale scientifiques, l'étude des roches d'origine magmatique permet de compléter l étude de la diversité volcanique commencée en cycle central de collège. Question 3 : évaluation des capacités expérimentales En utilisant des documents de votre choix parmi ceux du dossier, éventuellement aménagés, élaborez une évaluation sommative, de type ECE, pour travailler notamment l utilisation des outils TUIC en SVT. Vous justifierez le choix de l outil retenu, vous rédigerez l énoncé ainsi que les réponses attendues et proposerez un barème. 1

2 Liste des documents du dossier : Document 1 : Roches et lames minces d échantillons volcaniques. 1a Basalte Echantillon : Université d Oxford (OESIS) ; lame : site SVT de l académie d Orléans- Tours 1b Andésite Echantillon : site de l ENS de Lyon ; lame : 1c Gabbro Site SVT de l académie de Lyon 1d Péridotite Manuel SVT Bordas Document 2 : Carte globale du mouvement des plaques mesuré par GPS (Site de la NASA) Document 3 : Acquisition numérique des îles Eoliennes Logiciel Sismolog Document 4 : les étapes de la différenciation du manteau en croûte océanique. Manuel SVT Didier Document 5 : Diagramme pression température indiquant les conditions de fusion partielle. Manuel SVT Hatier Document 6 : Photographie de laves en coussins Site SVT de l académie de Lyon Document 7 : Photographie de fumeur noir Manuel SVT Hatier Document 8 : 8a Des manifestations volcaniques : Coulée en Islande Manuel SVT Hatier Eruption du Guagua Pichincha (Quito, Equateur) Manuel SVT Hatier 8b Volcanisme ancien : Chaîne des Puys (Massif Central) Site du Parc des volcans d Auvergne Carte simplifiée de la Chaîne des Puys Site SVT de l académie de Poitiers Document 9 : Carte de l Amérique du Sud avec séismes et volcanisme et coupe suivant le tracé 1-2 Logiciel Sismolog Document 10 : Les alignements volcaniques dans le Pacifique Manuel SVT Bordas 10a Extrait de la carte du fond des océans 10b Localisation des édifices volcaniques dans le Pacifique 10c Datation des basaltes des îles dans l alignement d Hawaï Document 11 : Influence de la température sur la cristallisation des minéraux et modélisation. 11a Cristallisation à l'intérieur de gouttelettes solidifiées (100 microns de diamètre) dans une roche volcanique Manuel SVT Hatier 11b Cristallisation de vanilline à température ambiante (20 C) 11c Cristallisation de vanilline sur une surface froide Manuel SVT Didier Document 12 : Carte de répartition mondiale des séismes et des volcans Logiciel Sismolog Document 13 : Profil sismique révélant la chambre magmatique (jaune : toit de la chambre, rose : Moho) Manuel SVT Didier Document 14 : Schéma sur les 2 explications possibles à l origine d un point chaud Manuel SVT Didier Document 15 : Protocole expérimental Cours du CNED de Quatrième Document 16 : Schéma récapitulatif des étapes de l activité magmatique durant le rifting : le schéma s appuie sur une situation de rifting actif Géologie tout en un (Dunod) 2

3 Document 1 : Roches et lames minces d échantillons volcaniques. 1c- Gabbro 1d- Péridotite Document 2 : Carte globale du mouvement des plaques mesuré par GPS. 3

4 Document 3 : Acquisition numérique des îles Eoliennes Document 4 : les étapes de la différenciation du manteau en croûte océanique. Document 5 : Diagramme pression température indiquant partielle. La fusion partielle des roches silicatées d origine magmatique donne naissance à des liquides plus riches en SiO 2 que la source solide. Ni la croûte océanique plongeante, ni la croûte continentale supérieure ne sont donc à même de fondre pour donner naissance à des andésites (de composition globale plus pauvre en silice). La seule source possible est le manteau péridotique. Il faut alors trouver un processus par lequel celui-ci peut fondre. les conditions de fusion Graphe : les péridotites sont des roches du manteau, composées majoritairement d olivine. Les gradients géothermiques sous les dorsales et les zones de subduction sont aussi figurés. 4

5 Document 6 : Photographie de laves en coussins Document 7 : Photographie de fumeur noir Document 8 : Document 8a : des manifestations volcaniques. Coulée de lave islandaise Eruption du Guagua Pichincha (Quito, Equateur) 5

6 Document 8 b : Volcanisme ancien Photographie de la chaîne des Puys Carte simplifiée du volcanisme du Massif Central Document 9 : Carte de l Amérique du Sud avec séismes et volcanisme et coupe suivant le tracé 1-2 6

7 Document 10 : les alignements volcaniques dans le Pacifique. 10a : Extrait de la carte des fonds des océans 10b : Localisation des édifices volcaniques dans le Pacifique 10c : Datation des basaltes des îles dans l alignement d Hawaï Document 11 : Influence de la température sur la cristallisation des minéraux et modélisation. 7

8 Document 12 : Carte de répartition mondiale des séismes et des volcans 8

9 Document 13 : Profil sismique révélant la chambre magmatique (jaune : toit de la chambre, rose : Moho) Document 14 : Schéma sur les 2 explications possibles à l origine d un point chaud 9

10 Document 15 : Protocole expérimental Document 16 : Schéma récapitulatif des étapes de l activité magmatique durant le rifting : le schéma s appuie sur une situation de rifting actif 10