LES MATERIAUX ET LA STRUCTURE DU GLOBE

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1 Préparation à l Agrégation Interne Samedi 16 octobre et mercredi 20 octobre 2010 LES MATERIAUX ET LA STRUCTURE DU GLOBE Les mots clés : Séismes, ondes sismiques, pression, température, croûte, manteau, noyau, asthénosphère, lithosphère, discontinuité sismique, météorite, chondrite, éléments majeurs, olivines, pyroxènes, feldspaths, quartz, amphiboles, micas, péridotites, plaques lithosphériques, points chauds, gradient géothermique, géotherme, flux de chaleur, convection, conduction Magmatisme, plutonisme, volcanisme, magma, silicates, roche, basalte, gabbro, andésite, granodiorite, granite, rhyolite, classification, Streckeisen, texture, grenue, microlitique, vitreuse... Dans les programmes : 4 ème : L activité interne du globe... Le volcanisme : manifestations : deux grands types d éruptions, magma, origine des roches volcaniques (conditions de refroidissement et structure), distribution des volcans actifs, risques volcaniques. 1 ière S: Thème général : structure, composition et dynamique de la Terre Structure et composition chimique de la Terre interne Textures, compositions chimiques des péridotites, granitoïdes et basaltes. Éléments majeurs. Principaux minéraux : olivines, pyroxènes, feldspaths, quartz, amphiboles, micas. La lithosphère et la tectonique des plaques. Terminale S : La convergence lithosphérique et ses effets Étude (texture, composition) de roches magmatiques : volcaniques (andésite, rhyolite) et plutoniques (granitoïde). Observation des minéraux et des structures minérales témoignant de transformations minéralogiques dans les métabasaltes et les métagabbros de la croûte océanique subduite : minéraux typiques des zones de subduction (glaucophane, grenat, jadéite). Programme BCPST : La Terre actuelle, planète active Vue d ensemble sur la Terre. La structure interne de la Terre Forme et dynamique du globe terrestre - La forme de la Terre - Les plaques lithosphériques - La dynamique mantellique TP : Les principaux minéraux et roches constitutifs des enveloppes terrestres : «On montre également l importance des structures dans la reconstitution de l histoire d une roche. Les minéraux présentés sont : quartz, feldspath alcalin, plagioclase, mica, olivine, pyroxène, amphibole et calcite. Les roches étudiées sont : péridotite, basalte, gabbro, granodiorite, granite, andésite, rhyolite, schiste, micaschiste, gneiss, calcaire, grès, pélite.» (...) Les observations minéralogiques et pétrologiques sont 1

2 reliées aux principales caractéristiques chimiques établies lors de la réalisation d un bilan chimique des enveloppes terrestres.» Les orientations bibliographiques : - POMEROL Ch., LAGABRIELLE Y., RENARD M., Eléments de géologie, 13 ème édition, Dunod, - CARON J.M. et al., Comprendre et enseigner la planète Terre, Ophrys - DERCOURT J. et PAQUET J., Géologie : objets et méthodes, Dunod - BRAHIC, HOFFERT, SCHAAF et TARDY, Sciences de la Terre et de l'univers, Vuibert Des pistes de révision : - La structure du globe : la Terre sismique, minéralogique, chimique, thermique... - Les différentes roches magmatiques : caractères minéralogiques, géochimiques ; classification. - Séismes et propagation des ondes sismiques. Des supports à maîtriser : - Les approches sismiques. - Identification au microscope polarisant des principaux minéraux et roches ; principe du microscope polarisant. - Analyses géochimiques : analyses des éléments majeurs ; utilisation des éléments traces ; utilisation des isotopes. - Le géotherme. Logiciels : Les minéraux des roches au microscope polarisant. Les roches du paysage au microscope. Pétroscope. Sismolog. Tectoglob. Exemples d'épreuves orales portant sur ce thème : Leçons : - Le volcanisme et les risques associés 4 ème - Les séismes et le risque sismique 4 ème - Volcanisme et séismicité actuels dans le monde 4 ème - Composition chimique de la Terre 1 ère S - La structure et la composition de la Terre interne : des données aux modèles 1 ère S - L'énergie interne de la Terre 1 ère S - L'énergie interne du globe et ses manifestations 1 ère S - Les apports de la sismologie à la connaissance de la structure du globe 1 ère S TP : - Les méthodes d étude de la Terre interne 1 ère S 2

3 - La composition chimique de la Terre 1 ère S - La structure interne de la planète Terre 1 ère S - Les apports de la sismologie à la connaissance du globe 1 ère S - Les apports des observations microscopiques à la compréhension des phénomènes géologiques TS Organisation des séances : 1- Activités pédagogiques : les documents suivants présentent cinq échantillons et cinq lames minces de roches observées en lumière polarisée non analysée et en lumière analysée polarisée. Les échantillons et les lames sont présentés dans un ordre quelconque. Proposez deux activités, à deux niveaux d enseignement reposant sur l exploitation d un ou de plusieurs documents présentés. On pourra indiquer les documents supplémentaires qui seraient nécessaires d y joindre. Activité 1 : elle se déroulera obligatoirement en TS et prendra la forme d une activité s inscrivant dans le cadre d une ECE. Activité 2 : on choisira un autre niveau d enseignement. Vous indiquerez les objectifs, l activité demandée avec la production réalisée et les connaissances construites. 2 - Préparation des conférences : quelques rappels sur les matériaux (minéraux et roches), la structure et la composition du globe. 3

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