Trois leçons de même type : L océan Atlantique et ses marges 1ère S - TS L océan Pacifique et ses marges 1ère S - TS L'océan indien et ses marges 1ère S TS Proposition de corrigé L'océan Atlantique et ses marges 1ère S - TS I / Les environnements géodynamiques de l océan Atlantique Poste 1 II / Les dorsales et leur signification géodynamique 1 / La dynamique des fonds océaniques de l océan Atlantique Poste 2 2 / Le fonctionnement de la dorsale médio-atlantique Poste 3 III / Les marges et leur signification géodynamique 1 / Les marges passives et leur signification Poste 4 2 / Les marges actives et leur signification Poste 5 Rmq : on observera que la zone des Antilles ne se situe pas en bordure d un continent. On peut cependant définir une marge active comme un système comprenant généralement : une plaque plongeante, une fosse marquant la subduction, un arc volcanique actif, porté soit par un archipel (arc insulaire), soit par un continent ; dans le premier cas, succède à l arc un bassin marginal à croûte océanique. On peut ainsi distinguer différents types de marges actives dont : - les marges actives avec subduction océanique sous la bordure d une grande plaque continentale (Amérique du Sud, de la Colombie au Chili). - les marges actives avec subduction océanique sous un arc insulaire, soit en frange d un continent (Kouriles, Japon), soit en domaine océanique (Mariannes, Nouvelles- Hébrides, Tonga, Petites Antilles).. (Pour davantage de détail, cf. Convergence océanique, Vuibert, notamment p. 69) Bilan : schéma bilan explicitant tous les environnements repérés dans le poste 1.
Conception des différents postes - Poste 1: Il s'agit présenter les différents domaines de l Océan Atlantique et de faire apparaître les différents environnements géodynamiques. Ce poste pourra conduire à la réalisation d un schéma structural de l océan, schéma structural qui sera ultérieurement complété dans les postes suivants. Ce schéma complété deviendra schéma bilan en fin de leçon. objectifs cognitifs : - Les différents environnements géodynamiques de l Océan Atlantique. objectifs méthodologiques : - Saisir des informations. - Réaliser un schéma structural. - (Eventuellement réalisation de profils bathymétriques.) supports didactiques : - Carte de l Océan Atlantique : bathymétrie ;... - Carte de l activité sismique, de l activité volcanique. - Logiciel sismolog activité et production de l'élève : - Identification des différents domaines océaniques : les grandes zones bathymétriques. Caractérisation de leurs activités. - Réalisation d un schéma structural à l échelle de l océan. notions construites : Les différentes zones océaniques, caractérisées par leur bathymétrie et leur activité géodynamique : dorsales, plaines abyssales, fosses, plateau continental, marges actives, marges passives... - Poste 2: Il s'agit de montrer l'existence d'une dynamique à l'échelle des fonds océaniques (accrétion au niveau des dorsales puis divergence de part et d'autre). On se fonde sur des arguments chronologiques. Ce poste est aussi l'occasion d'une approche quantitative (calcul de vitesse d'expansion). objectifs cognitifs : - L'expansion océanique. objectifs méthodologiques : - Saisir des informations. - Effectuer des calculs
supports didactiques : - Carte UNESCO ou CCGM de l'océan considéré (avec indications des anomalies magnétiques). La carte CCGM reporte très clairement les différentes anomalies magnétiques. - Calendrier des inversions du champ magnétique. - Données de forages ayant atteint le fond basaltique (âge des sédiments au contact de celui-ci). - Données GPS. activité et production de l'élève : - Analyse de la distribution des anomalies magnétiques. - Réalisation d'un schéma figurant la distribution des âges. - Calcul d'une vitesse d'expansion. notions construites : Différentes données géologiques permettent de reconstruire les directions et les vitesses des mouvements des plaques. Ces directions et vitesses sont mesurables sur des échelles de temps de quelques années par des techniques GPS. (Les mesures effectuées sur les anomalies magnétiques et à partir des données GPS permettent ainsi d analyser les vitesses d expansion à différentes échelles de temps) La dorsale est ainsi identifiée comme une zone de formation de nouveaux fonds océaniques : zone d accrétion. - Poste 3 : On peut alors s'intéresser plus précisément aux structures de la dorsale médioatlantique, lieu de mise en place de nouveaux fonds océaniques. Ceci conduit à préciser les caractères d une dorsale et d en aborder le fonctionnement magmatique. Ceci conduit aussi à revenir sur la structure de la croûte océanique. objectifs cognitifs : - L'activité des dorsales : genèse de la croûte océanique. objectifs méthodologiques : - Saisir des informations. - Utiliser des techniques d'observation. supports didactiques : - Données de campagnes océanologiques (relevés topographiques, forages de la croûte ; fracture Vema ; voir Juteau et Maury, La croûte océanique). - Données relatives à l'activité sismique, à l'hydrothermalisme. - Photos obtenus par submersibles. - Échantillons (avec données ophiolitiques). activité et production de l'élève : - Analyse des données. - Annotation d'un schéma de synthèse, fourni à l'élève. notions construites :
Les dorsales sont le siège d'une activité tectonique et magmatique. La morphologie, la présence de séismes et les failles normales qui structurent les dorsales océaniques attestent de mouvements en extension. Activité magmatique : cf. programme. - Poste 4: Il reste alors à étudier les caractères des marges passives pour en comprendre la signification. Cette étude suppose que l'on ait choisi d'étudier les océans Atlantique ou Indien. objectifs cognitifs : - Les caractères d'une marge passive et leur signification. objectifs méthodologiques : - Saisir des informations pour formuler une hypothèse explicative. supports didactiques : - Profil sismique d'une marge passive (type marge armoricaine), faisant apparaître sédiments anté-rifts, synrifts et post-rifts. Le profil est donné interprété : il n'est pas du niveau d'une classe de 1 ère d'analyser un profil brut. - Coupe géologique d'une marge, avec indication des différents faciès sédimentaires (indiquant le passage d'environnements continentaux vers des faciès marins). activité et production de l'élève : - Argumentation du modèle proposé à partir des faits et des observations fournis par les documents. - Chronologie de l ouverture océanique (chronologie de l ouverture des différentes zones, Atlantique central, Atlantique Sud, Atlantique Nord). notions construites : Les marges sont structurées par des failles normales et sont le siège d une sédimentation importante. Les marges passives sont les témoins de la distension initiale, à l'origine de l'ouverture océanique. Elles ont enregistré l histoire précoce de la rupture continentale et de l océanisation. L activité des failles normales, héritage de rifts continentaux, témoigne de l amincissement de la lithosphère et de sa subsidence. - Poste 5 : Après avoir étudié les marges passives, on s'intéresse maintenant aux marges actives qui témoignent d'autres phénomènes géodynamiques. objectifs cognitifs : - Les caractères d'une marge active et leur signification.
objectifs méthodologiques : - Saisir des informations pour formuler une hypothèse explicative. - Réaliser un schéma. supports didactiques : - Données relatives à une marge active, ici la zone de subduction caraïbe : topographie, localisation des hypocentres (en carte, le plan de Benioff étant construit par l'élève), activité volcanique (volcanisme andésitique), flux de chaleur. (On ne donnera pas les informations gravimétriques). - Utilisation du logiciel Sismolog. - (On pourrait aussi associer à ceci des informations sédimentologiques, selon la nature de la subduction (présence éventuelle d'un prisme d'accrétion).) activité et production de l'élève : - Construction d'un plan de Benioff à partir des profondeurs des séismes. - Saisir des informations pour effectuer une synthèse. - Argumentation d un schéma bilan. notions construites : Les marges actives correspondent à des zones de convergence où se produit la subduction : la lithosphère océanique refroidie et plus dense peut s'enfoncer sous la lithosphère continentale ou océanique. Rmq : Les différents types de subduction ne s'inscrivent pas dans le programme de TS (sauf distinction subduction sous une marge continentale et subduction intra-océanique. Ils peuvent toutefois faire l'objet de questions lors de l'entretien scientifique. Conclusion : schéma bilan, construit peu à peu sur le schéma élaboré au poste 1. Ce schéma bilan comprend alors des schémas détaillés des différentes zones : dorsale, marge passive, marge active... Quelques documents pouvant être exploités dans la leçon