cours 4 ème
			PARTIE 1: ACTIVITE INTERNE DU GLOBE

 

 

Séquence1 : Manifestation des séismes

Question : Comment se manifeste un séisme ?

Activité 1 : article de journal sur le séisme du Sichuan (12 mai 2008) et questionnaire

Résumé : Un séisme se manifeste par des secousses du sol brèves et brutales. Un séisme provoque des modifications de paysages,  dégâts de constructions, des failles et des victimes.

Séquence2 :   Origine des séismes

Question : quelle est l’origine (point de départ) d’un séisme ?
Hypothèses des élèves…

Activité 2 : expériences sur le rétroprojecteur à dessiner

Expérience   1 (Plaque de plastique fissurée à l'aide d'un stylo)                  
                                                              
Qu’est ce qui a provoqué la rupture ?  Les forces exercées sur la plaque

Expérience 2 cristallisoir rempli d’eau sur le retro suite à un  choc on observe des mouvements à la surface de l’eau pourquoi ?
Les ondes de vibration se propagent en surface

Résumé : Un séisme est causé par des fortes contraintes s’exerçant sur les roches en profondeur qui finit par entrainer une rupture, cette rupture se fait le long d’une faille au niveau du foyer et est à l’origine des ondes sismiques. A partir du foyer les ondes sismiques se propagent dans toutes les directions et provoquent des dégâts

Séquence 3 :   Enregistrement des vibrations du sol

Activité sismographe :

Les sismographes les plus sensibles peuvent enregistrer des mouvements du sol dont l’amplitude ne dépasse pas le cent millième de millimètre.
Un sismographe est constitué d’un socle solidaire du sol, sur lequel est fixé un cylindre enregistreur et d’un pendule qui du fait de sa très grande masse est pratiquement immobile. Lors d’une secousse, le socle est brutalement déplacé par les mouvements du sol et le stylet attaché au pendule inerte inscrit les vibrations sur un cylindre enregistreur tournant.
Les sismographes modernes fonctionnent différemment : le déplacement est converti en courant électrique. Les signaux ainsi produits sont transmis et enregistrés dans des stations de surveillance.

1. Après la lecture du document, légende le schéma d’un sismographe à l’aide des mots soulignés.

 

1. colorie en rouge les parties qui restent immobiles et en jaune les parties qui sont en mouvement lors d’un séisme.       
2. Explique en une phrase comment le sismographe enregistre les secousses.
3. cet appareil enregistre-t-il des mouvements horizontaux ou verticaux du sol ?
4. qu’est-ce qu’un sismogramme ?

1. Lors d’une secousse, le socle est brutalement déplacé par les mouvements du sol, le stylet attaché au pendule inscrit les vibrations sur le cylindre tournant.
2. horizontaux
3  : enregistrement des mvts du sol par un sismographe
4  : Les ondes ne se propagent pas toutes à la même vitesse.

 

Résumé : Un sismographe est un appareil très sensible pouvant enregistrer les ondes sismiques (mouvements du sol) même en un point très éloigné de l’épicentre. L’enregistrement obtenu est un sismogramme.

Rq : L’analyse de ces sismogrammes permet aux spécialistes de déterminer la magnitude c'est-à-dire l’énergie libérée par le séisme.(échelle de Richter)

         

Séquence 4 :   Les risques sismiques sur Terre  

                                                
 Les risques sismiques dans le monde : s’informer en comparant 2 cartes :

1. A l’aide de trois couleurs, retracez sur le planisphère les grands types de reliefs terrestres (p 64-65).
1. Les dorsales océaniques en bleu.
2. Les fosses océaniques en rouge.
3. Les chaînes de montagnes en marron

 

 

1. Disposez un papier calque sur le planisphère et retracez les zones de répartition des séismes( p 20). Que remarquez- vous ?
2. Cherche dans ton livre la définition de risque.  (p.73)
3. A l’aide du livre (p 72) replace sur la carte de France les zones sismiques à risque

 

 

Résumé: La répartition des séismes est inégale sur terre : il existe des régions sans séisme et d’autres à forte sismicité. La bordure de l’océan Pacifique, l’aplomb des fosses océaniques, les montagnes sous marines (dorsales) et les chaînes de montagnes sont des zones à forte sismicité. En France il existe des zones à moyenne ou à faible sismicité : l’Alsace, les Alpes, la Provence, les Pyrénées

 

Séquence5 :   Les éruptions volcaniques
Question : quelles sont les caractéristiques des principaux types d’éruptions volcaniques ?

	Le Piton de la Fournaise	Le Mont Saint Helens
Lave : (nature, consistance, conséquence sur le paysage)	Fluide Rouge Forme un cône	visqueuse grise forme un dôme
Projections	Roches Cendres Gaz	Nuées ardentes : gaz, cendres, blocs rocheux
Manière dont les gaz sont émis	Petites explosions peu violentes	Violentes explosions
Effets de l’éruption, durée, fréquence des éruptions	Agrandissement de l’île par la lave Longue durée Nombreuses éruptions	dévastateur Très courte durée Eruptions rares
BILAN : Type de volcanisme	Volcanisme effusif	Volcanisme explosif

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Résumé: Une éruption volcanique correspond à une émission de lave en surface accompagnée de gaz
On distingue deux types d’éruptions volcaniques :
1) des éruptions volcaniques avec des coulées de lave (éruption effusive).
2) des éruptions volcaniques avec explosion qui projettent des particules de lave solidifiées (éruption explosive).

Schéma d’un cône volcanique

Séquence 6 :   Arrivée du magma en surface

Questions sur document + expériences

Voir les expériences réalisées

Résumé: Les produits émis par les volcans proviennent de la fusion de roches en profondeur appelée magma. Ces produits participent à la formation de l’édifice volcanique.
Lors de sa remontée, le magma s’accumule sous le volcan dans une chambre magmatique située entre 10 et 30 km de profondeur.
Les gaz sont le moteur de la remontée du magma Une fois en surface, le magma est libéré de ses gaz et donne naissance à la lave.

Séquence 7 :   Du magma à la roche volcanique
Observation d’un échantillon de basalte à l’œil nu : on remarque la présence de gros cristaux dans une matière sombre:

:          Puis au microscope :                       

Comment expliquer cette structure composée de cristaux de taille différente dans cette matière noire?                                                                       
                                                                                                             
Expérience vanilline : vanilline en poudre chauffée puis refroidie à différentes  températures, les résultats sont présentés ci-dessous :

Lame refroidie à la température ambiante(20°C)

Lame refroidie sur de la glace (0°C)

 

 

La température de refroidissement permet la formation de cristaux de tailles différentes

1. A 0°C les cristaux sont très petits
2. A 20°C Les cristaux sont de taille moyenne
3. A haute température les cristaux sont de grosse taille

Cette expérience modélise la formation du basalte par refroidissement lors de la remontée de la chambre magmatique (où se forment les gros cristaux) vers la surface (où se forme le verre)
Résumé: En refroidissant, la lave en surface donne des roches volcaniques. Toutes les roches volcaniques sont constituées de verre et de cristaux de tailles différentes. Cette organisation est caractéristique d’une roche volcanique. Lorsque le refroidissement est lent (dans la chambre magmatique et la cheminée) il se forme les gros cristaux. Lorsque le refroidissement est rapide (en surface) il se forme le verre volcanique.

 Séquence 8 :   Répartition des volcans actifs et délimitation des plaques
Répartition des volcans actifs et délimitation des plaques

1. Les volcans sont ils répartis de façon régulière sur le globe ?
2. Où sont situés essentiellement les volcans ?
3. En utilisant la carte des fonds océaniques dites à quoi correspondent les alignements de volcans
4. En comparant la carte de répartition des séismes à celle du volcanisme que constatez-vous ?

Tracer un trait passant sur les volcans en suivant leur alignement. Que constatez-vous 

Résumé: Les volcans actifs ne sont pas répartis au hasard à la surface du globe. Sur les continents, ils sont alignés principalement autour de l’océan pacifique. Au niveau des océans  ils sont alignés le long des dorsales océaniques. La répartition des séismes et des volcans à la surface du globe est presque identique et n’est pas due au hasard. Elle correspond à des zones qui délimitent des plaques.

Séquence 9 :   Structure terrestre superficielle
Variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur au niveau d’un continent

Questions sur le graphique :

1. Dites ce que représente l’axe horizontal :………………………………..
2. Dites ce que représente l’axe vertical :…………………………………..
3. Dites à quel niveau sont réalisées les mesures :…………………………
4. La vitesse des ondes sismiques est fonction de la rigidité du milieu traversé.

Lorsque les ondes sismiques passent d’un milieu à un autre milieu de rigidité différente leur vitesse de propagation varie brutalement. Cette variation brutale permet de repérer la limite entre des zones de nature différente
La vitesse des ondes diminue lorsqu’elles traversent un milieu peu rigide (c'est-à-dire visqueux), on observe ainsi sur la courbe un léger ralentissement des ondes sismiques qui correspond à la limite entre
La lithosphère rigide et située en surface
L’asthénosphère plus visqueuse et située en profondeur

1. En vous aidant du texte ci-dessus, trouvez, sur la courbes la profondeur de la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère :……………………..
2.  Tracez un axe vertical au bord de la marge gauche de votre feuille, sur cet axe indique la profondeur en Km, à droite de cet axe dessinez

Résumé: Les variations de la vitesse des ondes sismiques en profondeur mettent en évidence deux couches concentriques, l’une rigide (la lithosphère) l’autre moins rigide (l’asthénosphère)

 

Séquence 10 :   Mouvement des plaques lithosphériques
Activité sur le logiciel tectoglob
LE MOUVEMENT DES PLAQUES LITHOSPHERIQUES

En utilisant le site WIKIPEDIA, répondre aux questions suivantes :

1. Que signifient les lettres GPS ?.......................................................................................................
2. Où et par qui ce système a-t-il été mis en place ?..........................................................................
3. Que permet de faire ce système ?...................................................................................................
4. Quelle technique utilise-t-il ?............................................................................................................

Utilisation du logiciel TECTOGLOB : suis les étapes décrites ci-dessous :

1. Ouvrir le logiciel

2. Recherche de 4 stations GPS : St Joseph (Terre Neuve), Bar Harbor (USA), Madrid (Espagne) et Toulouse (France)

Clique sur «  AFFICHAGE », sur « POINTS GPS », sur « MODE » et sur « DELIMITATION D’UNE ZONE » puis délimite sur l’écran la zone correspondant à la carte ci-dessous 
Clique sur « AFFICHAGE », « FENETRE TABLEAU » puis « TRIER »
Coche uniquement les 4 stations (STJO, BARH, MAD2, TLSE) dans la colonne « V » présentes  sur la carte, puis clique sur « CARTE » les vecteurs (flèches) s’affichent et indiquent le sens de déplacement des points GPS

1. Dessine les flèches sur la carte
2. Que peux-tu conclure sur les mouvements des plaques Amérique du Nord et Eurasienne ?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Vérification par l’âge des fonds océaniques : Clique sur « AFFICHAGE » puis « AGE DES FONDS OCEANIQUES ».

1. Colorie la case 1 en rouge, 2 en orange, 3 en vert et 4 en bleu et placer les couleurs sur la carte
2. Comment  évolue l'âge du fond de l'océan Atlantique lorsque l'on s'éloigne de la dorsale océanique ?  …………………………………………………………………………………………………………………………
   Proposez une explication à ce constat. ……………………………………………………………………

1. D’autres frontières de plaques : cliquer sur « AFFICHAGE »  puis sur « SEISMES », pour les afficher, effectuer un zoom au niveau de l'Amérique du Sud, cliquer sur « MODE »puis sur « TRACE D’UNE COURBE ».
   A l'aide de la souris, tracez la coupe sur l'Amérique du Sud selon le modèle ci-dessous :

Valider ensuite par OK.
Cliquer sur «  CHOIX » puis sur « EXAGERATION DES RELIEFS » et sélectionner x20.
- A l'aide de l'outil "texte", annoter la coupe obtenue avec le logiciel, en utilisant les légendes suivantes :
Amérique du Sud, Océan Pacifique, Cordillère des Andes, fosse océanique. Notez aussi vos noms.
- Décrire la répartition des foyers sismiques en fonction de la profondeur de l’ouest vers l’est.
- A l'aide du crayon, tracer une courbe schématisant la répartition des foyers sismiques observés.
- A l'aide de la carte des plaques lithosphériques ci-dessus, identifier et indiquer sur votre coupe à l'aide du logiciel TECTOGLOB, les deux plaques lithosphériques séparées par l’ensemble des foyers sismiques. Clique sur  fichier puis imprimer et colle ton résultat ci-dessous
- Formuler une hypothèse permettant d’expliquer l’existence des séismes dans cette zone………………………………………………………………………………………
-Comment expliquer que cette zone présente des mouvements de rapprochements au niveau de la fosse océanique ? (utilise pour répondre les observations précédentes)…………………………………

 Résumé: Les plaques se forment au niveau des dorsales. Elles s’écartent à une vitesse de qq cm par an. Cet écartement est compensé par des zones de rapprochement :

- Où elles s’enfouissent au niveau des fosses océaniques ;

- Ou s’affrontent, déforment les roches et forment des chaînes de montagnes

 

Séquence 11 :   Transformation de la lithosphère
Voir les documents par atelier

Nom de l'atelier	QUESTIONS	EXPLICATIONS
Forme des continents	quelle est l'origine de cette complémentarité?
Forme des plateaux continentaux	quelle est l'origine de cette complémentarité?
Répartition des roches	Comment à la même époque, la formation de roches identiques peut se dérouler dans deux continents éloignés ?
Répartition des fossiles	Comment une espèce animale peut elle peupler des continents éloignés?
Epaisseur des sédiments	Pour quelle raison l'épaisseur varie symétriquement de part et d’autre de la dorsale?

 

 Résumé: Le mouvement des plaques est à l’origine du déplacement des continents. En se rapprochant, les continents peuvent faire disparaître un océan. En s’écartant, ils peuvent en créer un.

 

Séquence 12 :   Les risques géologiques
D’après le DVD compléter le tableau suivant :

 

risques	Prévision	Prévention
volcanique
sismique

 Résumé: Un risque géologique c’est la possibilité qu’un phénomène géologique se déroule à un endroit. La connaissance du mouvement des plaques permet de recenser des zones à risques
L’homme met en place des moyens de prévention des séismes en se basant sur ses connaissances lui permettant de les prévoir (grâce aux sismographes, aux distances mètre …
La prévision des séismes est plus difficile. Mais l’homme sait définir les zones à risques et aménage le territoire et éduque les populations de ces zones.