Séquence 4. Comment expliquer la localisation des séismes et des volcans à la surface du globe?

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1 Sommaire Séquence 4 Tu as constaté que les séismes et les éruptions volcaniques se déroulaient toujours aux mêmes endroits. Tu vas maintenant chercher à expliquer ce phénomène. Problématique : Comment expliquer la localisation des séismes et des volcans à la surface du globe? Séance 1 Les séismes en bordure continentale témoignent de mouvements profonds des plaques Séance 2 Le volcanisme médio-océanique témoigne de la formation et de l écartement des plaques au niveau des dorsales 46 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

2 séance 1 Séquence 4 Séance 1 Les séismes en bordure continentale témoignent de mouvements profonds des plaques je m interroge «Tu as entendu les informations, hier? Il y a eu un séisme au Japon, le foyer était à 300 km de profondeur. Tu es sûr? Pourtant, on a vu qu à cette profondeur, les roches ne sont pas cassantes. Mais il faut pourtant qu elles le soient, pour être à l origine d un séisme» Tu vois qu il y a là une incohérence. Notre problématique sera : Comment expliquer la présence de séismes profonds dans une zone où les roches ne devraient pas casser et donc être à l origine de séismes? Exercice 1 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] S il y a des séismes, c est que dans cette zone, il y a des roches cassantes. Pour vérifier l existence de ces roches, tu vas étudier une zone présentant des séismes dont les foyers sont profonds. à l aide des informations apportées par ces documents et de tes connaissances sur la structure du globe, indique pourquoi l hypothèse de l enfoncement de la lithosphère, constituée de roches cassantes, à l intérieur de la Terre a été proposée. [Utiliser des informations de cartes et schémas] d aide?» à la fin de la séquence. Tectoglob Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 47

3 Séquence 4 séance 1 Exercice 2 : [Ra Tester une hypothèse] Pour que l hypothèse de l enfoncement de la lithosphère soit possible, il faudrait que l on puisse prouver que les deux plaques, limitées par cette zone sismique et volcanique, se rapprochent. Les scientifiques peuvent repérer des mouvements de plaques à l aide de données GPS ; ces données sont représentées sur la carte ci-dessous. Tectoglob à l aide des informations de cette carte, indique si l hypothèse selon laquelle les séismes à foyers profonds seraient dus à un enfoncement de la lithosphère sous une autre (enfoncement lié à un rapprochement des plaques) est recevable. [S informer à l aide d une carte] d aide?» à la fin de la séquence. 48 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

4 séance 1 Séquence 4 Exercice 3 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] À l aide des informations des exercices précédents, de tes connaissances et de la légende, complète ce schéma, afin de communiquer scientifiquement les informations découvertes. [Utiliser des connaissances pour compléter un schéma] d aide» à la fin de la séquence. niveau de la mer j e retiens Les plaques lithosphériques se rapprochent et s enfouissent au niveau des fosses océaniques. La présence de foyers de séismes à des profondeurs correspondant à l asthénosphère est la preuve de cet enfoncement. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 49

5 Séquence 4 séance 1 Pour aller plus loin Exercice 4 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] Les documents suivants montrent, d une part, le tracé d une coupe effectuée au niveau de l Amérique du Sud, d autre part la répartition de la profondeur des séismes selon cette coupe. Tectoglob La répartition en profondeur des séismes sud-américains étudiée avec le logiciel Tectoglob Tectoglob 50 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

6 séance 1 Séquence 4 Représente, sous la forme d un schéma légendé, les mouvements des plaques lithosphériques au niveau de l Amérique du Sud. [Communiquer par un schéma] d aide?» à la fin de la séquence. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 51

7 Séquence 4 séance 2 Séance 2 Le volcanisme médio-océanique témoigne de la formation et de l écartement des plaques au niveau des dorsales je m interroge Tu viens de voir que les plaques lithosphériques se rapprochent au niveau des fosses océaniques, mais ce constat pose le problème suivant : Comment expliquer que la lithosphère océanique ne se soit pas détruite en totalité, alors qu elle s enfonce et disparaît dans l asthénosphère au niveau des fosses océaniques? Exercice 5 : [Ra Tester une hypothèse] Il peut sembler logique de proposer que cette lithosphère océanique qui se détruit a été fabriquée quelque part. Tu vas chercher des indices de cette fabrication dans ce document. Tectoglob 52 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

8 séance 2 Séquence 4 à l aide des informations de cette carte, justifie l existence de cette fabrication de la lithosphère océanique au niveau de la dorsale océanique. [Justifier] d aide?» à la fin de la séquence. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 53

9 Séquence 4 séance 2 Exercice 6 : [Ra Tester une hypothèse] Si l hypothèse de la fabrication de la lithosphère océanique au niveau des dorsales est vraie, on devrait constater que les continents ont été attachés à une certaine époque. D après à l aide des informations apportées par ce document relatif à la zone atlantique, montre que l hypothèse de la fabrication de la lithosphère océanique est recevable, au regard des données sur la faune et la flore fossiles. [Utiliser des informations pour justifier] d aide?» à la fin de la séquence. 54 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

10 séance 2 Séquence 4 Exercice 7 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] À l aide des informations des exercices précédents, de tes connaissances et de la légende, complète ce schéma. [Utiliser des connaissances pour compléter un schéma] niveau de la mer Tello d aide?» à la fin de la séquence. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 55

11 Séquence 4 séance 2 Exercice 8 : [Rechercher, extraire et organiser l information utile] Tu viens de voir que les continents s écartent au niveau des dorsales, mais ce phénomène est-il rapide, ou au contraire très lent? L exercice suivant va te permettre de répondre à cette question. Lors d une expédition océanographique, on a effectué des forages dans les fonds océaniques à différentes distances de la dorsale. Les âges des échantillons prélevés sont reportés dans le graphique ci-dessous. âge en millions d années distance par rapport à la dorsale (en km) Âge du plancher océanique en fonction de la distance dorsale à l aide des informations de ce graphique, complète le tableau ci-dessous : âge de formation du plancher (en années) Distance par rapport à la dorsale (en km) Forage F1 Forage F2 Calcule la vitesse de déplacement en appliquant la formule suivante : Vitesse = distance de F2 distance de F1 Âge de l échantillon de F2 Âge de l échantillon de F1 Tu vas obtenir une vitesse en km/an, que tu peux convertir en cm par an (1 km = cm). [Utiliser des outils mathématiques] 56 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

12 séance 2 Séquence 4 d aide?» à la fin de la séquence. j e retiens À raison de quelques centimètres par an, les plaques lithosphériques s écartent et se forment dans l axe des dorsales. L âge des roches de part et d autres de la dorsale (de plus en plus âgées en s en éloignant) et la présence de mêmes fossiles de part et d autre d un même océan sont la preuve de cet écartement. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 57

13 Séquence 4 ANNEXE «Besoin d aide?» Séance 1 Exercice 1 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] repérer la profondeur des foyers des séismes, au large du Japon, en identifiant dans quelle direction ils sont les plus profonds, repérer que ces foyers de séismes peuvent représenter les limites d une lithosphère, en rappelant que seule la lithosphère rigide peut être le lieu de séismes, rédiger une phrase du type : «L hypothèse de l enfoncement d une lithosphère cassante a été proposée car...», suivi de tes arguments. Exercice 2 : [Ra Tester une hypothèse] comprendre la signification des symboles de la carte, grâce à la légende, déterminer la zone à observer en repérant le Japon, interpréter les informations de la carte, grâce à la légende, en repérant le sens de déplacement des points situés à l ouest du Japon, et ceux situés au niveau de l océan Pacifique, confronter ces informations à l hypothèse proposée, afin de montrer qu il y a des déplacements qui peuvent expliquer l enfoncement de la lithosphère. Exercice 3 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] déterminer la nature des éléments du schéma à l aide de tes connaissances, les associer à la légende pour compléter le schéma, déterminer les sens de déplacement à représenter en t aidant des exemples de l exercice 2, utiliser les symboles de la légende pour les représenter. Exercice 4 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] déterminer les éléments présents sur cette copie d écran, déterminer la légende à utiliser (tu peux utiliser celle des précédents schémas), représenter les éléments présents à l aide de ta légende. 58 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

14 Séquence 4 Séance 2 Exercice 5 : [Ra Tester une hypothèse] comprendre les informations de la carte à l aide de la légende, comparer l âge des fonds océaniques à leur position (en bordure et au centre de l océan), rédiger une phrase de justification du type «La lithosphère océanique se fabrique dans la zone médiane de l océan Atlantique car...», suivi de tes arguments. Exercice 6 : [Ra Tester une hypothèse] localiser les fossiles sur la carte grâce à la légende, vérifier si la répartition des fossiles, en Afrique et en Amérique du sud, confirme une liaison entre ces deux continents dans le passé, conclure sur la recevabilité de l hypothèse de la fabrication de la lithosphère océanique. Exercice 7 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] déterminer la nature des éléments du schéma à l aide de tes connaissances, les associer à la légende pour compléter le schéma, déterminer les sens de déplacement à représenter, utiliser les symboles de la légende pour les représenter. Exercice 8 : [Rechercher, extraire et organiser l information utile] saisir les informations demandées sur le graphique et compléter le tableau, calculer la vitesse en utilisant la formule, convertir les kilomètres en centimètres en utilisant : 1 km = cm. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 59