Sciences de la Vie et de la Terre. Partie I ACTIVITÉ INTERNE DU GLOBE. Cours de M. VIORA. Nom : Prénom : Classe :

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1 Nom : Prénom : Classe : Cours de M. VIORA Sciences de la Vie et de la Terre Partie I ACTIVITÉ INTERNE DU GLOBE Champagne Pool, dans le complexe hydrothermal de Wai-O-Tapu (Nouvelle-Zélande) : l'eau est chauffée à 74 C par le volcanisme Page 1 sur 24

2 I. Séance 1 : mécanisme des séismes Avant la séance : cocher ce que tu as fait Lister les effets d un séisme à partir des docs 1 et 2 p8-9 ou de la vidéo Rechercher la définition des mots foyer, épicentre, magnitude, faille, échelle de Richter Pendant la séance : Vérification de la liste et des définitions Activité 1 : à partir du schéma du doc dp9, construire ci-dessous un schéma 3D d un séisme en y intégrant les mots foyer, épicentre, faille. Activité 2 : (pour les plus rapides) proposer une maquette permettant de modéliser un séisme, avec des matériaux usuels (terre, bois, sable, ciment ) Page 2 sur 24

3 La leçon Les séismes correspondent à des vibrations brutales du sol qui se propagent. Ils résultent d'une rupture des roches en profondeur au niveau d'une faille, et provoquent des déformations à la surface de la Terre. Des contraintes s'exerçant en permanence sur les roches conduisent à une accumulation d'énergie qui finit par provoquer leur rupture. Le foyer du séisme est le lieu où se produit la rupture. Après la séance : 1. Souligner les mots importants dans la leçon. 2. Je suis capable de Utiliser correctement le vocabulaire spécifique des séismes Expliquer l origine d un séisme sous forme d un schéma légendé 3. Exercices du livre 9p21 utilisation de l échelle EMS 98 (on peut s aider de la figure bp8) 7p20 description d un séisme Page 3 sur 24

4 I. Séance 2 : les ondes sismiques Avant la séance : cocher ce que tu as fait Comprendre le principe du sismomètre (ou sismographe) à partir du doc 1p10 ou de l animation Pendant la séance : Activité 1 : à l aide du matériel proposé, repérer les différents types d ondes sismiques générées par le choc Activité 2 : placer sur le document ci-dessous les ondes P, les ondes S, les ondes L Doc 1 : ondes sismiques et sismogramme (enregistré par un sismographe) Activité 3 : Sur le bloc diagramme ci-dessous, placer les légendes : faille, foyer, épicentre, ondes sismiques Doc 2 : Bloc diagramme d un séisme Page 4 sur 24

5 La leçon À partir du foyer, la déformation se propage sous forme d'ondes sismiques (ondes P = premières, ondes S = secondes, ondes L) qui se déplacent dans les roches à une vitesse élevée. À la surface de la Terre, le premier endroit atteint par les ondes sismiques est l'épicentre du séisme. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Mettre en œuvre un protocole expérimental pour visualiser les ondes sismiques Légender correctement un schéma 3. Exercices du livre 6p19 calcul de la distance à l épicentre Reprendre le même exercice 6p19 avec la consigne suivante : après avoir analysé chaque document, déterminer la distance séparant la station sismique de l épicentre du séisme. Page 5 sur 24

6 I. Séance 3 : localisation des séismes Avant la séance : cocher ce que tu as fait Localiser les zones sismiques à partir du doc 1ap46 ou du site de surveillance RénaSS Sur la carte ci-dessous, dessiner en orange les zones sismiques Doc 1 : zones sismiques Pendant la séance : Vérification du schéma de la séance précédente Activité 1 : localisation d un épicentre par la méthode des cercles 1. Compléter les deux colonnes vides du tableau (VALF et CARF) à l aide des informations fournies par les sismogrammes. Stations FILF VALF CARF Front d'onde X 13,8s Temps Ti 13h 23min 45,9s Heure H d'arrivée des ondes (H=Ti+X) 13h 23min 59,7s Temps t mis par les ondes (t=h-t 0) 6,9s Distance station-épicentre (D=txV) 41,4km Rayon des cercles (mm) 2. Tracer les cercles sur la carte page ci-contre (à terminer à la maison si nécessaire) L épicentre est à l intersection des 3 cercles. Page 6 sur 24

7 La leçon Les séismes sont particulièrement fréquents dans certaines zones de la surface terrestre appelées zones sismiques. Ils se produisent surtout dans les chaînes de montagnes, près des fosses océaniques, et aussi le long de l'axe des dorsales. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Mettre en œuvre un protocole expérimental faisant intervenir des calculs Situer les grandes zones sismiques mondiales 3. Exercices du livre 8p21 analyse de sismogrammes Page 7 sur 24

8 I. Séance 4 : deux types de volcans Avant la séance : cocher ce que tu as fait Compléter le tableau à partir des docs du livre ou des vidéos Tableau 1 : caractéristiques des deux types d éruption Piton de la Fournaise/Krafla/Nyiragongo Pinnatubo/Mérapi/Mt St Helens Visualiser les vidéos les pages du livre, puis placer les mots suivants dans la colonne correspondante : Lave fluide, lave visqueuse, projections, coulée, cendres, lapillis (petits cailloux), bombes (gros morceaux de lave), volcan plat, volcan dôme, aiguille. Pendant la séance : Vérification de la localisation des épicentres Activité 1 : construire le schéma des 2 types de volcans (aide p35) Schéma des deux types de volcans : Activité 2 : (pour les plus rapides) : concevoir des protocoles expérimentaux pour tester les différences constatées entre différents types d éruptions. Page 8 sur 24

9 La leçon Le volcanisme est l'arrivée en surface de magma et se manifeste par deux grands types d'éruptions appelées éruptions explosives et éruptions effusives. Les manifestations volcaniques sont des émissions de lave et de gaz (magma = lave + gaz). Les matériaux émis constituent l'édifice volcanique. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Repérer les manifestations du volcanisme et les attribuer à un régime éruptif donné Représenter les édifices volcaniques sous forme de schéma fonctionnel 3. Exercices du livre 9p41 éruption de la Montagne Pelée p74 en haut : à partir des informations de l illustration, déterminer à quel type de volcan appartient le Vésuve. 7p40 types de volcanisme dans la chaîne des Puys Page 9 sur 24

10 I. Séance 5 : les magmas Avant la séance : cocher ce que tu as fait Comprendre le principe du microscope polarisant à l aide de la vidéo ou revoir l utilisation du microscope p214 Lire le protocole expérimental de l expérience de la vanilline doc 2p33 ou sur le site Pendant la séance : Vérification des schémas de volcans Activité 1 : à l aide de la fiche de détermination, identifier l andésite et le basalte, puis légender chaque image (structure de la roche, minéraux visibles ) Page 10 sur 24

11 Activité 2 : après avoir fait l expérience avec la vanilline, compléter le tableau cidessous Lieu de formation de la roche Condition de formation Taille des cristaux Structure La leçon L'arrivée en surface de certains magmas (basaltiques) donne naissance à des coulées de lave plus ou moins fluide, l'arrivée d'autres magmas (andésitiques, rhyolitiques) est caractérisée par des explosions projetant des matériaux (bombes volcaniques, lapillis, cendres). Les magmas sont contenus dans des réservoirs (=chambres) magmatiques, localisés à plusieurs kilomètres de profondeur. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Utiliser le microscope polarisant Identifier une roche/des minéraux à l aide d une fiche d identification Mettre en œuvre un protocole expérimental Raisonner à partir des résultats expérimentaux obtenus 3. Exercices du livre 6p39 conditions de formation des pillow-lavas Analyser les documents du même exercice 6p39 pour expliquer la structure des pillowlavas. 12p42 localisation de chambre magmatique par sismic reflection Page 11 sur 24

12 I. Séance 6 : localisation des volcans Avant la séance : cocher ce que tu as fait Repérer les zones volcaniques à l aide des animations ou du doc 1bp46, puis les repasser en rouge sur la carte ci-dessous Localiser en particulier les volcans les plus célèbres : Krakatau, Pinnatubo, Merapi, Soufrière de Guadeloupe, Montagne Pelée, Mont St Helen, Cordillère des Andes, Etna, Vésuve, Stromboli, Piton de la Fournaise, Mauna Loa, volcanisme de ride, Eyjafjöll, Teide. Page 12 sur 24

13 Pendant la séance : Vérification des images légendées et du tableau «vanilline» complété Activité 1 : sur une planisphère, poser des petits cônes rouges représentant les volcans effusifs, et des cônes gris représentant les volcans explosifs La leçon Les volcans actifs sont alignés en majorité en bordure de continent (cordillères comme les volcans des Andes), dans des arcs insulaires comme en Martinique ou au Japon, le long de grandes cassures et des dorsales océaniques comme en Islande. Quelques volcans actifs (de points chauds) sont isolés comme à la Réunion. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Localiser des volcans sur une carte du monde Page 13 sur 24

14 I. Séance 7 : limitation verticale des plaques Avant la séance : cocher ce que tu as fait Visualiser la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur à partir d une animation ou du document ci-dessous Pendant la séance : Vérification de la carte du volcanisme mondial Activité 1 : analyse du document 1 Document 1 : variation de vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur Analyser le document 1 pour repérer la limite croûte/manteau sous les océans et sous les continents, la limite lithosphère/asthénosphère. Observation : donner la vitesse des ondes pour chaque profondeur (décrire séparément les deux courbes) Interprétation : donner les caractéristiques des roches pour chaque profondeur. (aide : Les ondes sismiques se propagent à 4km/s dans le basalte, 3,8km/s dans le granite, 4,8km/s dans la péridotite. La vitesse des ondes sismiques diminue quand la roche est plus chaude (moins rigide) Conclusion : en fonction des caractéristiques des roches, nommer chaque couche en précisant sa gamme de profondeur. A droite du document, représenter les différentes couches constituant le globe terrestre, en partant de la surface vers le centre. Page 14 sur 24

15 La leçon La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques (lithos=roche) rigides reposant sur l'asthénosphère (asthéno=faible), qui l est moins. La lithosphère est composée de la croûte terrestre et d'une partie du manteau supérieur. L'asthénosphère correspond à une zone de ralentissement des ondes sismiques (Low Velocity Zone). Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Comprendre un graphique (signification générale du document) Analyser un graphique pour répondre à une problématique précise 3. Exercices du livre 8p61 limite lithosphère/asthénosphère Page 15 sur 24

16 Séance 8 : limitation horizontale des plaques Avant la séance : cocher ce que tu as fait Repérer les limites des plaques à partir d une animation ou du livre p46-47 Tracer ces limites de plaques en rouge sur la carte ci-dessous et noter leur nom (à chercher sur Internet) Carte des limites de plaques Page 16 sur 24

17 Pendant la séance : Vérification de l analyse du graphique et de la carte des plaques La leçon La répartition des séismes et des manifestations volcaniques permet de délimiter une douzaine de plaques. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Représenter sur une carte du monde les limites de plaques tectoniques 3. Exercices du livre 5p59 déplacement de l Inde depuis 80Ma Page 17 sur 24

18 I. Séance 9 : mouvements aux frontières de plaques Avant la séance : cocher ce que tu as fait S informer sur la théorie de Wegener à partir du livre p56 ou d Internet (lien sur le site) Visualiser les mouvements des plaques grâce aux données GPS sur le doc 1p48 ou par l animation Pendant la séance : Vérifier la carte des plaques lithosphériques Activité 1 : construire un plan de subduction avec Sismolog 1. suivre le protocole proposé en ligne 2. imprimer le document créé et le coller ci-dessous La leçon Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres et leurs mouvements transforment la surface du globe À raison de quelques centimètres par an, les plaques s écartent et se forment dans l'axe des dorsales (zones de divergence). Elles se rapprochent et s'enfouissent au niveau des fosses océaniques (zones de convergence). La collision des continents engendre des déformations et aboutit à la formation de chaînes de montagnes. Page 18 sur 24

19 Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Compléter le schéma bilan ci-dessous (aide : livre p ou en ligne ) 3. Je suis capable de Utiliser les fonctionnalités du logiciel Sismolog Créer un schéma bilan fonctionnel en utilisant des outils numériques Compléter un schéma bilan rassemblant des informations éparses 4. Exercices du livre 7p60 histoire de l Atlantique 10p62 naissance d une nouvelle plaque Page 19 sur 24

20 I. Séance 10 : aléas sismique et volcanique Avant la séance : cocher ce que tu as fait Revoir tout le chapitre, en particulier les manifestations de l activité interne du globe qui peuvent être dangereuses pour l Homme Tester tes connaissances avec le jeu en ligne Pendant la séance : Vérification du schéma bilan Activité 1 : rédiger un article de journal expliquant en quoi l île de Java, a priori paradisiaque, peut être également très meurtrière 1. Localiser l île de Java 2. Trouver un titre adéquat 3. Expliquer les mots scientifiques que vous utiliserez tels que tsunami, séisme, volcanisme, faille, foyer, limites de plaques lithosphériques 4. Expliquer l origine de ces phénomènes géologiques 5. Réaliser des schémas fonctionnels 6. Trouver des photos montrant les dégâts occasionnés 7. Indiquer les règles, les consignes de sécurité et les habitudes mises en place pour minimiser les risques géologiques 8. Réaliser un bilan des catastrophes Page 20 sur 24

21 La leçon Les aléas sismiques et volcaniques dus à l activité de la planète engendrent des risques pour l Homme. Les principales zones à risque sismique et/ou volcanique sont bien identifiées. L'Homme réagit face aux risques en réalisant : - une prévision des éruptions volcaniques efficace fondée sur la surveillance et la connaissance du fonctionnement de chaque volcan et par l information et l éducation des populations ; - une prévention sismique basée sur l information et l éducation des populations (zones à risques à éviter, constructions parasismiques, conduites à tenir avant, pendant et après les séismes). La prévision à court terme des séismes est impossible actuellement. Des plans d aménagement du territoire tenant compte de ces risques sont mis en place ainsi que des plans de secours et des plans d évacuation des populations. Après la séance : 1. Souligner les mots importants de la leçon. 2. Je suis capable de Utiliser l ensemble de mes connaissances pour expliquer des phénomènes géologiques Présenter mes connaissances sous forme de texte scientifiquement correct et de schémas fonctionnels 3. Exercices du livre 1p70 mise en évidence d une lacune sismique : analyser le document a pour déterminer où devrait survenir le prochain gros séisme sur la faille Nord Anatolienne. 2p71 constructions parasismiques : analyser les documents d, e, f pour justifier les moyens mis en œuvre dans ce collège à Lambesc. 6p77 risque sismique en France 8p78 risque volcanique à la Réunion 9p79 risque sismique à Lourdes Page 21 sur 24

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