Les crises biologiques TP Ts

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1 Les crises biologiques TP Ts Exposé par Antoine FOUGERIT I. La limite crétacé-tertiaire, un événement géologique majeur Poste 1 : les groupes biologiques affectés par la crise. Poste 2 : les causes probables de la crise crétacé-tertiaire. II. Les crises biologiques, repères dans l histoire de la Terre. Poste 3 : les causes envisageables pour expliquer les crises des 500 derniers millions d année. III. Actuellement, une nouvelle crise de la biodiversité? Poste 4 : la crise actuelle de la biodiversité. Bibliographie : Lethiers : Evolution de la biosphère et événements géologiques La recherche n 293 déc 1996 «la météorite, les dinosaures et le plancton» Dossier la recherche n 28 août/octobre 2007 biodiversité, les menaces sur le vivant. Dossier PLS HS juillet 2000 «la valse des espèces» Brahic : STU Pomerol : éléments de géologie Introduction : Présentation des acquis de 5 ème, du nouveau programme de 3 ème (2007/2008) suivi par les élèves de Ts en 2010/2011. Document d appel : lethiers doc. Le nombre de famille en fonction des temps géologiques augmentent régulièrement sauf à 5 moments. NC : à l échelle des temps géologiques, les crises sont des modifications brutales et globales liés à des événements planétaires qui affectent le monde vivant. Elles alternent avec des périodes plus longues de relative stabilité. PROBLEMATIQUE : Quelles sont les caractéristiques précises de ces crises biologiques? (Détail au fur et à mesure des problèmes en compléments : voir transitions) On s intéresse à la dernière crise, étant la dernière en date, il y a de nombreuses informations paléontologiques, de plus c est la plus médiatique du fait de la disparition des dinosaures. Quels sont les groupes biologiques concernés?

2 Poste 1 : les groupes biologiques affectés par la crise. Les roches sédimentaires sont des archives biologiques qui montrent la succession et le renouvellement des groupes et des espèces au cours du temps. On cherche à connaître les groupes biologiques affectés par la crise KT. Matériel pédagogique : - Carte Bayonne. - Noms des étages et épaisseurs de C7,C8,e1,e2. - Distribution de quelques foraminifères (Bidart) - planche de détermination de Foraminifères dans une roche sédimentaire (doc ECE). - loupe bino, aiguille montée - résidus secs de lavage de marnes de deux niveaux différents (Maastrichtien et danien) Déroulement des activités Capacités évaluées Principaux critères de réussite 1. Sur la carte de Bayonne, Prendre connaissance de la légendes et repérer le figuré des terrains C7 (Maastrichtien : fin du crétacé) et c8 ( Danien : tout début de l ère tertiaire) Repérer le secteur de Bidart le lieu où ces terrains se touchent. Appeler le professeur pour vérification 2. A l aide du doc a : schématiser la colonne stratigraphique de l étage Maastrichtien à l étage thanétien inclus. 3. Rechercher dans le résidu sec de marnes du Maastrichtien des microfossiles appartenant à 2 familles différentes en vous aidant du doc b. Appeler le professeur pour vérification - Utiliser le doc c pour déterminer parmi ces microfossiles celui qui est caractéristique du Maastrichtien - Faire un dessin d observation légendé de ce microfossile 4. Même travail avec le résidu sec des marnes du danien. 5. Répondre au problème : expliquer à partir de cet exemple en quoi les foraminifères constituent un groupe affecté par la crise crétacé tertiaire. Justifier alors leur utilisation comme élément de datation des terrains géologiques. S informer à partir d un document scientifique Communiquer : utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales Réaliser une observation à la loupe binoculaire Raisonner à partir d un document Communiquer : utiliser des modes de représentations des sciences expérimentales Raisonner : répondre au problème posé Repérage exact Fidélité de la représentation par rapport aux données Mise en évidence des microfossiles Identification exacte Respecter les techniques de réalisation d un dessin d observation Comprendre le lien entre le travail réalisé et le problème posé Antoine réalise les activités en respectant les critères d évaluations ( non précisé dans ce compte rendu) En fin de poste, généralisation des micro aux macrofossiles : dinosaures, ammonites, coccolithophoridés. Caractère global de la crise : fig 170 lethiers. NC : la limite KT (-65Ma) est caractérisée par l extinction massive et rapide de groupes systématiques de milieux océaniques ( ammonites, majorité des foraminifères planctoniques) et continentaux ( dinosaures..) Discussion sur la notion de rapidité, en effet, l observation attentive et critique des graphiques révèle que ammonites et coccolithophoridés disparaissent avant 65Ma et étaient déjà en forte régression avant leur extinction totale.

3 PB : En combien de temps les phénomènes ont-ils lieux? lethiers doc 193 : espèces exterminées, profiteurs, survivants NC : certains groupes survivent à la crise, ils se diversifient rapidement en occupant toutes les niches écologiques. Transition : Pb : Quelles sont les causes probables? Poste 2 : les causes probables de la crise crétacé-tertiaire. Travail par tache complexe : questionnement limité, concis et précis quant à la production attendue, temps limité indiqué, absence de démarche imposée. PB : Comment expliquer l extinction massive et rapide d espèces et de groupes systèmatiques vers -65 Ma? Durée : 30 min Organisation de la séance : travail par petits groupes, avec les mêmes documents. Production attendue : un schéma bilan permettant de répondre au problème posé. Matériel Critères de réussite Capacités mises en oeuvre Evaluation par l élève et par le professeur Doc 1 : caractéristiques particulières des roches situées à la limite KT Lethiers fig 194,196,197,195 Doc 2 : une première explication : l impact météoritique La recherche n 293 Doc 3 : le volcanisme à la limite KT Fig 201,202 J ai résumé les informations recueillies dans chacun des documents J ai présenté un bilan sous forme de schéma des différentes informations me permettant d élaborer une réponse au problème posé S informer à partir de documents Communiquer sous forme d un schéma Antoine résume les documents et construit un schéma bilan synthétique. NC : L origine de la crise KT pourrait être la conjonction de 2 phénomènes géologiques : Le premier est lié à la dynamique de la planète ( volcanisme) et correspond notamment à la mise en place des trapps du Deccan. La deuxième est associée à la chute d un astéroïde dont le cratère de Chixulub est la trace.

4 Transition : Document de l introduction avec les indentations marquant les 5 crises majeurs au cours du phanérozoïque. Les causes sont-elles identiques pour les autres crises? Le poste suivant conduit à rechercher les traces de vastes épanchements volcaniques et de cratères d impacts au temps des différentes crises. Poste 3 : les causes envisageables pour expliquer les crises des 500 derniers millions d année. PB : les causes probables de la crise KT ( météorite + volcanisme) sont elles transposables pour expliquer d autres crises? D autres crises sont elles envisageables? Objectifs méthodologiques : - S approprier un logiciel : google earth et en connaître les fonctionnalités - Raisonner à partir de l exploitation de documents, faire la distinction entre événements possibles, probables, prouvés. Supports pédagogiques : Ordinateur et logiciel google earth relié à internet. Doc1a : les cratères d impact météoritique sur Terre ( liste obtenue sur google en tapant : «liste des cratères d impacts météoritiques») Doc1b : les conséquences d un impact météoritique sur le relief Doc1c : Fiche technique ECE google earth. Doc 2 : ages des grandes formations volcaniques dans le monde (brahic fig 14.87) Doc3 influences de la géométrie des continents (brahic fig 14.86) Questionnement Critères de réussite Capacités A/ les cratères d impacts : doc1 1. Après avoir exagéré le relief d un facteur 3, observer avec le logiciel google earth différents cratères d impact de la liste fournie 2. En quoi les reliefs observés présentent-t-ils les caractéristiques d un cratère d impact? 3. Tous les impacts de météorites sur terre ontils été à l origine d une crise biologique? B/ les éruptions volcaniques : doc 2 Quelle(s) grande(s) formation(s) volcanique(s) ont été mises en place au moment d une crise biologique? C/ autres causes : doc3 Quelles informations sont apportées par le doc 3? J ai compris comment exagérer le relief J ai observé plusieurs cratères de la liste J ai mis en relation les informations du document et du logiciel J ai utilisé les informations du doc 1C J ai utilisé les informations du doc 2 J ai utilisé les informations du doc 3 Réaliser : utiliser des techniques informatiques, comprendre l utilisation d un logiciel raisonner : mettre en relation plusieurs données pour appliquer une démarche explicative

5 Transition, on parle actuellement de 6 ème extinction massive. Qu en est il? Poste 4 : la crise actuelle de la biodiversité. Problème : Comment expliquer la disparition massive d espèces à l heure actuelle? Durée : travail de groupe : 15 minutes, mise en commun 10 minutes Organisation de la séance : travail par petits groupes, chaque groupe possédant des documents différents. Mise en commun finale Production attendue : un schéma donnant une réponse possible au problème posé, selon les documents du groupe ( bilans intermédiaires) Un schéma bilan final mettant en commun les travaux des différents groupes. Matériel Critères de réussites Capacités Documents J ai repéré les informations importantes du document proposé J ai réalisé un schéma simple permettant de répondre au problème posé (en partie) S informer Communiquer des informations sous forme d un schéma 5 groupes étudient des documents relatifs à : - la surexploitation des espèces - l invasion biologiques - la déforestation - aux menaces sur les zones humides - les conséquences écologiques du réchauffement climatique Un schéma synthétique est réalisé. questions scientifiques posées par PO thibault : Réponses d Antoine ou corrections Ages des plus anciens fossiles? 3.8 Ga En intro vous avez présenté les acquis du nouveau programme de 3 ème les élèves de Ts ont-ils suivi cet enseignement Comment sont définis les terrains maastrichtien et danien? Qu est ce qu un foraminifère? Quelle est votre opinion personnelle sur la crise KT? Quelle(s) cause(s) est (sont) la (les) plus probable(s) d après vous? Ils le suivront dès l année prochaine Par leurs contenus fossilifères : présence de globotruncana et début de globigérine dans le maastrichtien, absence de globotruncana dans le danien. Foramen signifie trou, il s agit de microorganisme unicellulaire au test carbonaté ou siliceux perforés de multiples pores d où sortent des prolongements cytoplasmiques Eruption volcanique : donne un contexte global vers 65 Ma Météorite : l événement qui s ajoute à ce contexte et entraîne réellement la crise. Thèse de Lethiers : un crise a toujours pour cause plusieurs phénomènes dont les effets sont cumulés

6 Est-ce que seule les crises sont à l origine de la disparition de taxon? Certains taxon sont en «fin de vie» et présente une très faible diversité : c est le cas actuellement des proboscidiens (2 espèces actuellement) des équidés. Est-ce que la crise KT est réellement une crise? Elle affecte surtout les espèces marines, les espèces continentales n étant que faiblement touchée. Le passage KT est plus considéré actuellement comme un événement géologique majeur. Remarque sur les supports didactiques : Lame mince de microfossile plus facile pour la reconnaissance des carènes anguleuses des globotruncana que l observation à la loupe binoculaire des résidus de marnes secs. Poste sur les causes : ajouter texte explicatif sur les sphérules, quartz choqués, spinelles nickélifères Google earth : cibler les cratères d impacts intéressants. Autres plan possible proposé par PO Thibault : I. Les modifications brutales de la biosphère. A. La crise KT P1 : disparition/apparition de groupes au moment de la crise : plésiosaure, dinosaure, ammonites P2 : globigérine/globotruncana permet de préciser la limite entre les couches sédimentaires. A la fin du I : on définit ce qu est une crise biologique. B. Les autres crises de la biodiversité. P3 : doc nombre d espèces, de familles continentales et marines Repérer les moments de crises. Valider l existence de 5 crises majeures. C. comportements des groupes ( sans poste : les profiteurs, les survivants, les exterminés ) II. Les causes géologiques des crises biologiques. A. la recherche des causes de la crise KT. P4 : doc sur spinelle nickélifère, quartz choqués, Chixulub, Deccan B. Des causes corrélées pour toutes les crises montrer que pour chaque crise : épuisement de l espèce, volcanisme, météorite = coup de grâce. A l issu de A&B : on montre une correspondance temporelle, mais on ne réalise pas encore le lien avec les crises qui vient en C : C. Evénements géologiques à l origine des crises P5 : doc Pinatubo et cendres volcaniques et conséquences sur le climat Doc sur les pluies acides Cette partie permet la corrélation entre crises biologiques et les causes. III. Actuellement vers une nouvelle crise de la biodiversité? P6 : Biodiversité actuelle : taxons touchés Débat sur le développement durable.