Sciences de la vie et de la Terre 4 e

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1 Sciences de la vie et de la Terre 4 e Livret de corrigés Rédaction Benjamon Tello Ce cours est la propriété du Cned. Les images et textes intégrés à ce cours sont la propriété de leurs auteurs et/ou ayants droit respectifs. Tous ces éléments font l objet d une protection par les dispositions du code français de la propriété intellectuelle ainsi que par les conventions internationales en vigueur. Ces contenus ne peuvent être utilisés qu à des fins strictement personnelles. Toute reproduction, utilisation collective à quelque titre que ce soit, tout usage commercial, ou toute mise à disposition de tiers d un cours ou d une œuvre intégrée à ceux-ci sont strictement interdits. Cned-2009

2 Séquence 1 c Séquence 1 Séance 1 Exercice 1 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Durant un séisme, on ressent une importante secousse, les meubles se déplacent et les objets mobiles se déplacent. Si la secousse est suffisamment violente, les bâtiments peuvent être partiellement ou totalement détruits, les voies de communication rompues. Les séismes peuvent aussi provoquer un nombre plus ou moins important de morts ou de blessés. On remarque que sur un séisme les dégâts sont plus importants dans une zone donnée et diminuent lorsque l on s éloigne de cette zone. Exercice 2 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] On constate que les premières vibrations enregistrées dans chaque station ne l ont pas été au même moment. La station SDTF a été la première concernée, puis la station NICF, la station CAIF et enfin la station SPVF. On constate aussi que l amplitude des vibrations enregistrées n est pas la même : les vibrations sont fortes à SDTF et NICF, faibles à CAIF, presque inexistantes à SPVF. La carte nous montre la répartition des dégâts des séismes, qui sont plus importants près de l épicentre, plus faibles au-delà. Cette inégale répartition des dégâts est due à une amplitude moins forte des vibrations du sol au fur et à mesure que l on s éloigne de l épicentre. Exercice 3 : [C Exploiter des résultats] La station 2 est la plus éloignée de l épicentre : l amplitude des vibrations est la plus faible et elles y arrivent en dernier. La station 1 est un peu plus proche (on voit une amplitude un peu plus forte et un temps d arrivée plus court). La station 3 est la plus proche car l amplitude des vibrations est la plus forte et c est la première concernée par l arrivée des vibrations. Séance 2 Exercice 4 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] On remarque que les épicentres des séismes se trouvent toujours sur une faille, ou à côté. On peut supposer que les failles sont à l origine des séismes. Exercice 5 : [C Exploiter des résultats] Dans cette manipulation, la roche rigide est remplacée par une baguette de bois sur laquelle on va exercer une pression. On remarque que, suite à la rupture de cet objet rigide, une onde a été enregistrée : on voit qu elle arrive après et avec une plus faible amplitude, sur le capteur le plus éloigné. On voit donc bien que la rupture d un objet rigide (ce qui représente la faille) peut provoquer les mêmes manifestations qu un séisme. Notre hypothèse est donc recevable. Exercice 6 : [Faire preuve d esprit critique] On constate que la rupture peut avoir lieu en profondeur en un point appelé foyer. D après ce schéma, ce point est à la verticale de l épicentre. L épicentre est donc le point de la surface le plus proche du foyer, c est-à-dire celui où l onde arrive en s étant moins atténuée. La faille se propage en diagonale et apparaît en surface en dehors de la zone de l épicentre. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 3

3 c Séquence 2 Séquence 2 Séance 1 Exercice 1 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Chichon Etna Kilauea Mont Saint-Helens Piton de la Fournaise Montagne Pelée Cendres (oui/non) Explosions (oui/non) Coulées de lave (oui/non) oui non non oui non oui oui non non oui non oui non oui oui non oui non étendue des dégâts (description) Neuf villages détruits morts Des milliers d animaux morts Famines Perturbations climatiques Destruction des cultures et habitations Destruction d un village Destruction de la végétation sur 30 km. Un milliard de dollars de dégâts. Destruction de l édifice volcanique. Destruction des routes et de tout ce qui se trouve sur le chemin des coulées de lave. Destruction de la ville de Saint- Pierre morts Exercice 2 : [Ra Argumenter] On peut regrouper : la Montagne Pelée, le mont Saint-Helens et le volcan El Chichon, car ils se manifestent tous par des explosions avec une projection de cendres abondantes, le Piton de la Fournaise, le Kilauea et l Etna, car ils se manifestent tous par des coulées de lave. 4 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

4 Séquence 2 c Exercice 3 : [I Observer] Schémas des éruptions volcaniques projection de scories coulée de lave Kilauea Nom des volcans Etna Piton de la Fournaise Un volcan effusif projection de cendres et de blocs de tailles diverses destruction du dôme gaz nuée ardente Chichon Mont Saint-Helens Montagne Pelée Un volcan explosif Exercice 4 : [Utiliser des connaissances et des informations pour justifier] Ces textes présentent une éruption volcanique de type explosif. En effet, les principales manifestations sont la projection de fragments de roches dans l atmosphère, l émission de gaz brûlants (nuées ardentes) qui se répandent dans les vallées et la destruction de l édifice volcanique. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 5

5 c Séquence 2 Séance 2 Exercice 5 : [Ra Modéliser] On observe que la purée fluide remonte sous la pression des gaz et s écoule sur les bords du tube, alors que la purée visqueuse monte brutalement et s effondre. On peut rapprocher ces observations des manifestations des deux types d éruptions volcaniques. On peut donc considérer que notre hypothèse «la fluidité du magma est à l origine des différences de manifestations volcaniques» est recevable : cette différence de comportement est due à leur viscosité. Exercice 6 : [Re Réaliser un schéma fonctionnel] édifice volcanique coulée de lave 10 km foyer magma trajet du magma La répartition des séismes sous les volcans Le trajet du magma lors d une éruption effusive Le magma reste un certain temps dans un réservoir, sous l édifice volcanique, car d après les informations de ce schéma, une zone située à quelques kilomètres de profondeur montre une activité sismique dont la forme évoque un réservoir. Exercice 7 : [I Organiser l information utile] Le magma visqueux se fabrique et reste un certain temps dans le réservoir magmatique. Sous la pression des gaz, ce magma remonte vers la surface mais se bloque à cause de sa viscosité. Les gaz ne peuvent plus s échapper et la pression augmente jusqu à provoquer l explosion de l édifice volcanique. Exercice 8 : [Ra Exploiter des résultats] On constate que les roches volcaniques n ont pas la même composition chimique selon qu elles proviennent d une éruption effusive ou explosive. On peut donc en déduire que la composition chimique du magma est à l origine de la fluidité du magma et donc des différents types d éruptions volcaniques. 6 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

6 Séquence 3 c Séquence 3 Séance 1 Exercice 1 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] La gestion du risque volcanique : prend en compte les événements du passé par l édification de cartes des risques des manifestations volcaniques. Ainsi, pour l île de la Réunion, le risque est élevé au plus proche du Piton de la Fournaise (cf. carte), assure des mesures continues en utilisant des outils de surveillance tels que le GPS, permettant de repérer un gonflement du volcan avant une éruption, prévoit une information des habitants en définissant des alertes de différents niveaux. Ainsi, l alerte 1 prévoit que les habitants restent sur place, l alerte 2 prévoit qu ils quittent le lieu. Exercice 2 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] D après ces documents, on constate que la gestion du risque sismique : nécessite de connaître les événements du passé car, grâce à eux, il est possible d établir une carte de la sismicité qui délimite des zones à la sismicité plus ou moins forte, passe par la sensibilisation de la population en définissant des comportements à avoir avant, pendant et après une activité sismique ainsi qu en prévoyant des normes parasismiques pour l habitat. Exercice 3 : [I Rechercher, extraire et organiser de l information] Risque sismique Risque volcanique Mesures de surveillance Moyens de prédiction Protection des populations Sismographes Construction de bâtiments aux normes parasismiques Information des populations par des consignes spécifiques GPS Sismographes Composition des gaz volcaniques Connaissance des zones de manifestations volcaniques Surveillance des volcans Information des populations par des consignes spécifiques Aménagement du territoire Exercice 4 : [Utiliser des connaissances et des informations pour justifier] Les conséquences d un séisme ne dépendent pas que de son importance. On constate, dans ce tableau, que l importance de la magnitude et le nombre de victimes n est pas nécessairement lié : il est probable que les séismes touchant des zones ayant une forte densité de population sont celles où le nombre de victimes sera le plus important. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 7

7 c Séquence 3 Séance 2 Exercice 5 : [I Observer] Je remarque que l on retrouve les séismes et les volcans aux mêmes endroits à la surface du globe : le long des chaînes de montagnes, par exemple dans la chaîne himalayenne, au sein des océans, par exemple en plein milieu de l océan Atlantique, le long de certaines côtes, par exemple le long de la côte Ouest de l Amérique du Sud. Exercice 6 : [C Réaliser un schéma] Les zones actives à la surface du globe Exercice 7 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] Banque de schémas SVT académie de Dijon Je constate qu entre 100 km et 400 km de profondeur, dans la zone des péridotites, la vitesse des ondes diminue, alors que le type de roche ne change pas. D après les informations de l énoncé, je peux supposer que la différence entre lithosphère et asthénosphère est liée à la rigidité des roches, plus importante dans la lithosphère, moins importante dans l asthénosphère. Exercice 8 : [I Observer] Je remarque qu au niveau de la Méditerranée, la répartition des séismes montre plusieurs zones calmes, délimitées par des séismes, qui peuvent former autant de petites plaques. 8 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

8 Séquence 4 c Séquence 4 Séance 1 Exercice 1 : [Ra Formuler une hypothèse explicative] L hypothèse de l enfoncement d une lithosphère cassante a été proposée car l étude des documents montre que les foyers des séismes sont de plus en plus profonds en se dirigeant vers la zone continentale au nord-ouest du Japon (jusque 600 km), et que ces foyers semblent délimiter la lithosphère : la couche de roches cassantes constituant la surface du globe. Exercice 2 : [Ra Tester une hypothèse] On constate que les données GPS montrent un rapprochement au niveau du Japon. En effet, le sens de déplacement des points GPS situés à l ouest du Japon est nord-ouest / sud-est, alors que les déplacements de ceux situés au niveau de l océan sont inverses, sud-est / nord-ouest. L hypothèse selon laquelle il y aurait un enfoncement de la lithosphère, due à un rapprochement des plaques, est donc recevable. Exercice 3 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] niveau de la mer Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 9

9 c Séquence 4 Exercice : 4 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] Séance 2 Exercice 5 : [Ra Tester une hypothèse] La lithosphère océanique se fabrique dans la zone médiane de l océan Atlantique car on constate que, plus on se rapproche de la dorsale océanique, plus l âge des fonds océaniques diminue. Cet âge est proche de 0 Ma près de la dorsale et atteint près de 150 Ma en bordure des continents. Exercice 6 : [Ra Tester une hypothèse] La répartition des fossiles de part et d autre de l océan Atlantique montre que l Afrique et l Amérique du Sud étaient attachées à une époque, l hypothèse de la fabrication de la lithosphère océanique est donc recevable. 10 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

10 Séquence 4 c Exercice 7 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] niveau de la mer Exercice 8 : [Rechercher, extraire et organiser l information utile] âge de formation du plancher (en années) Distance par rapport à la dorsale (en km) Forage F Forage F Vitesse = ( ) ( ) = 0, km/an = 1,5 cm/an Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 11

11 c Séquence 5 Séquence 5 Séance 1 Exercice 1 : [Ra Réaliser un modèle] Ces informations confortent l hypothèse qu «un rapprochement entre deux masses continentales est à l origine des déformations observées dans les chaînes de montagnes», car on retrouve dans cette modélisation des structures similaires à ce que l on peut observer au sein des chaînes de montagnes (plis, failles). Exercice 2 : [I Observer] Ces observations montrent des éléments de nature océanique (fossiles d animaux marins, roches formées en milieu océanique) au sein d une chaîne de montagnes, ce qui indique deux choses : il y avait, à la place de cette chaîne de montagnes, un océan, les fonds océaniques ont été soulevés à plusieurs milliers de mètres d altitude. Exercice 3 : [I Extraire de l information] On peut observer qu entre le Permien et le Trias, les continents commencent à se séparer, avec le début de l apparition de l océan Atlantique. Entre le Trias et le Jurassique, l Inde, l Australie et l Antarctique s éloignent de l Afrique ; l Inde commence à se rapprocher de l Asie. Entre le Jurassique et le Crétacé, on voit l Amérique du Sud s éloigner de l Afrique, formant l Atlantique Sud. L Antarctique s éloigne encore plus de l Afrique. Entre le Crétacé et l époque actuelle, les deux continents américains se sont reliés, l Australie et la Nouvelle-Zélande se sont séparées de l Antarctique, l Inde est entrée en contact avec l Asie. Exercice 4 : [Sélectionner les informations utiles d une carte] Les deux conséquences de la remontée de l Inde vers l Asie sont la fermeture de l océan qui les séparait, et la formation d une chaîne de montagnes (l Himalaya). 12 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

12 Séquence 5 c Séance 2 Exercice 5 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Milieu de vie Spermatozoïdes (oui/non) Ovules (oui/non) Lieu de leur rencontre Cellulesœufs (oui/non) Fucus eau oui oui dans l eau oui Taureau air oui oui dans le ventre de la femelle Truite eau oui oui dans l eau oui La reproduction sexuée consiste en la rencontre d une cellule reproductrice mâle, le spermatozoïde, avec une cellule reproductrice femelle, l ovule, ce qui aboutit à la formation de la première cellule d un individu : la cellule-œuf. Exercice 6 : [C Réaliser un schéma fonctionnel] oui mâle fécondation femelle spermatozoïde ovule mâle individu adulte cellule-œuf femelle individu jeune La reproduction sexuée Exercice 7 : [Ra Concevoir un protocole expérimental] Je suis d accord sur le fait que cette expérience manque de rigueur, car elle ne présente pas d expérience témoin. Il aurait fallu proposer une expérience avec, d un côté, les spermatozoïdes, et de l autre uniquement l eau de mer. Exercice 8 : [Sélectionner les informations utiles d un texte] Le fucus a une reproduction sexuée car il libère deux types de cellules différentes qui, en s unissant, permettent la formation d une cellule-œuf qui va donner un nouvel individu. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 13

13 c Séquence 6 Séquence 6 Séance 1 Exercice 1 : [Ra Exploiter des résultats] On constate que lorsque l année est riche en nourriture, le nombre de petits par portée est plus important (4 contre 3 en moyenne les autres années). L hypothèse «d un plus grand nombre de naissances dû à une augmentation de la nourriture» est vraie car ces résultats confirment qu une source de nourriture abondante favorise l augmentation de la population des sangliers. Exercice 2 : [Ra Exploiter des résultats] On remarque qu il y a une relation entre le nombre de campagnols et le pourcentage de belettes qui portent des petits ; en effet lorsque la population de campagnols est importante (comme en 1974 où elle atteint 180 individus par hectare), près de la moitié des belettes femelles portent des petits, et on voit que lorsque la population de campagnols diminue, le pourcentage de femelles portant des petits diminue (en 1976 le nombre de campagnols tombe à moins de 80 et le pourcentage de belettes portant des petits tombe à 20 %). Donc plus le nombre de campagnols augmente, plus le pourcentage de belettes qui portent des petits est grand. Exercice 3 : [Utiliser des informations pour expliquer] On a vu, dans l exercice 1, que le nombre de sangliers augmentait lorsque les ressources alimentaires augmentaient. On a vu, dans l exercice 2, que lorsque le nombre de proies augmente, le taux de reproduction des prédateurs augmente. L augmentation des ressources végétales permet donc une augmentation du taux de reproduction des proies, ce qui va être à l origine de l augmentation du taux de reproduction des prédateurs. Exercice 4 : [C Exploiter des résultats] Dans ce tableau, on voit que l importance des précipitations peut influencer le taux de reproduction des escargots. On remarque que le nombre de pontes augmente dans la semaine qui suit de fortes précipitations (10 % de pontes suite à des précipitations de 32 mm), alors qu au contraire, le nombre de pontes est nul après une semaine sans précipitations. On peut donc en conclure que plus les précipitations augmentent, plus le pourcentage de pontes augmente. Exercice 5 : [Ra Exploiter des résultats] La reproduction des lynx est influencée par la population des lièvres, on remarque en effet que chaque augmentation de la population de lynx est précédée d une augmentation de la population de lièvres (comme en 1865 où le nombre de peaux de lièvre atteint presque , juste avant que le nombre de peaux de lynx atteigne à peu près un an ou deux plus tard). 14 Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e

14 Séquence 6 c Séance 2 Exercice 6 : [I Rechercher, extraire et organiser l information utile] Les modifications de l habitat de certaines espèces ont perturbé leurs habitudes de reproduction. En effet, chez la chouette chevêche, la disparition des saules creux a fait disparaître un de ses lieux de nidification et, chez le vanneau huppé, le travail des terres agricoles met en danger ses zones de nidification. Ces deux espèces ont souffert de l action de l Homme en Seine-Maritime (Normandie). Au contraire, pour la mésange noire, l implantation de conifères lui a apporté un nouvel habitat, mais on peut supposer que cette implantation de nouvelles espèces forestières a entraîné des perturbations chez d autres populations. Exercice 7 : [Ra Exploiter des résultats] On constate que suite à l introduction des substances organochlorées dans les insecticides, l indice d épaisseur des coquilles de faucon pèlerin a diminué (1,4 en 1960 au lieu de 1,8 en 1940), les rendant plus fragiles et cassables : c est une action négative sur les populations de faucons pèlerins. La prise en compte de cette information et l interdiction de ces substances dans les insecticides a permis de revenir à la normale ; c est une action positive sur l évolution de la population de faucons pèlerins. Exercice 8 : [Utiliser des connaissances et des informations pour expliquer] L Homme peut utiliser ses connaissances sur le mode de reproduction des êtres vivants, en empêchant la rencontre des adultes mâles et femelles, ce qui empêche la fécondation et donc la production de nouveaux individus ; ou en mettant des formes larvaires en contact avec un parasite qui va les utiliser pour se reproduire et les détruire. Cned, Sciences de la vie et de la Terre 4e 15