Modélisation des phénomènes associés à la divergence ... - Pierron

Pierron - SVTFiche professeur - 4 eCSVT55Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à ladivergence au niveau d’une dorsale océanique1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BOPartie : L’activité interne du globeConnaissancesLes variations de la vitesse des ondes sismiques enprofondeur permettent de distinguer la lithosphèrede l’asthénosphère.La partie externe de la Terre est formée de plaqueslithosphériques rigides reposant sur l’asthénosphèrequi l’est moins.Les plaques sont animées de mouvements quitransforment la lithosphère (formation de chaînes demontagnes, déplacement des continents, ouvertureet fermeture des océans).A raison de quelques centimètres par an, les plaquesse forment et s’écartent à l’axe des dorsales.Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveau desfosses océaniques.L’affrontement des plaques engendre desdéformations de la lithosphère et aboutit à laformation de chaînes de montagnes.Capacités déclinées dans une situationd’apprentissageExprimer le résultat d’une recherche : schématisersur un planisphère, sur une représentationcartographique des mouvements aux limites deplaques.Exprimer le résultat d’une recherche : réaliser unschéma fonctionnel de la partie externe de la Terre.Observer, questionner, argumenter, modéliser defaçon élémentaire afin de relier les mouvements desplaques à l’ouverture et à la fermeture d’un océanjusqu’à la formation d’une chaîne de montagne.Exemples d’activitésAnalyse de documents concernant la théoriede Wegener. [Histoire des sciences]Identification des mouvements de part etd’autre des frontières des plaques sur unplanisphère, à partir de données GPS.Mise en relation de l’existence de fosses, deséismes profonds avec l’enfoncement de lalithosphère océanique, à partir de cartes, deschémas, ou de logiciels devisualisation.[B2i]Utilisation de maquettes montrant lemouvement des plaques.Reconstitution du déplacement d’une massecontinentale, de la disparition d’un océan etde la formation d’une chaînes de montagnes,à partir de cartes et de schémas ou delogiciels de visualisation.[B2i]Observation de déformations des roches àl’échelle de l’affleurement.Réalisation de maquettes reproduisant cesdéformations.2. PLACE DE L’ACTIVITE DANS UNE PROGRESSIONChapitre VI : Comment les plaques sont-elles délimitées?Chapitre VII : Comment comprendre les mouvements des plaques et leursconséquences ?1.Comment comprendre les mouvements des plaques au niveau des fosses océaniques(zones de rapprochement) ?2.Comment comprendre les mouvements des plaques au niveau de l’axe des dorsalesocéaniques (zones d’écartement) ?Activité : modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsaleocéanique3.Quelles sont les conséquences du mouvement des plaques pour les océans et lescontinents au cours des temps géologiques ?© PIERRON 2008 page 1/8

Pierron - SVTFiche professeur - 4 eCSVT55- Intégration pédagogique :1. Après avoir montré l’existence de plaques lithosphériques animées de mouvements derapprochement ou d’éloignement, ainsi que l’enfouissement des plaques au niveau des fossesocéaniques on se propose ici de modéliser leur formation au niveau de l’axe des dorsalesocéaniques.2. Le TP peut être initié à partir :- du rappel de la comparaison des données GPS ayant permis de mettre en évidence la relation« limite de plaques en divergence et axe des dorsales océaniques », en utilisant par exemple unplanisphère montrant le relief et les mouvements des plaques à leur limites (voir photos cidessous);- des résultats des campagnes de forage océanique ayant permis de montrer la présence deroches volcaniques de type basalte dans l’ensemble des fonds océaniques alors que levolcanisme est limité au niveau de l’axe des dorsales océaniques.3. Pour rendre plus concret le modèle proposé, on pourra ajouter sur les plaques bleuesreprésentant les continents des formes en carton représentant le continent africain pour l’une etle continent sud-américain pour l’autre.4. La phase de critique du modèle pourra utilement revenir sur la durée des phénomènesgéologiques.5. En fonction du nombre de modèles disponibles, on peut imaginer un TP « en mosaïque » avecles autres TP de cette leçon : chacun des groupes ayant alors un compte-rendu à rédiger(reprenant le titre du TP, son objectif, la description de ce qui a été fait, l’hypothèse explicativeproposée mais aussi différences modèle/réalité repérées) ; un groupe choisi présente le travail àla classe pour chacun des TP (une Didacam reliée au vidéoprojecteur assurant à tous la bonnevision des données présentées).6. Une généralisation du modèle explicatif de formation des plaques lithosphériques pourra sefaire à partir de l’intégration d’autres exemples (mer rouge,...) et conduire à une synthèseschématique (idéalement associée à une animation numérique : par exemple celle disponible enligne sur le site : www.biologieenflash.net/sommaire.html intitulée « le fonctionnement d’unedorsale : l’accrétion »).7. On pourra aussi préciser (sans que cette précision soit exigible) que les géologues ont montréque, si sur ce modèle on doit tirer pour que les plaques se forment au niveau de l’axe de ladorsale, dans la réalité, c’est l’enfoncement de la plaque au niveau des fosses océaniques de parla différence de densité avec l’asthénosphère qui « tire » ( pour 80%)…© PIERRON 2008 page 3/8

Pierron - SVTFiche élève - 4 eCSVT553. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaqueslithosphériques :- En complétant les schémas suivants (étapes 2 à 4) par la légende « zone correspondant à l’OcéanAtlantique » et des couleurs correspondant à celles de la carte utilisée précédemment ;- En ajoutant un court texte en dessous expliquant la formation des plaques ;- En relevant les différences entre ce modèle et la réalité des phénomènes géologiques qu’il permetde mieux comprendre.Etape 1 :Etape 2 :Etape 3 :Etape 4 :© PIERRON 2008 page 5/8

Pierron - SVTFiche professeur - 4 eCSVT55FICHE ELEVE CORRIGÉEActivité 55 : Modélisation des phénomènes associés à ladivergence au niveau d’une dorsale océanique1. Des forages ont permis d’établir une carte de l’âge de la lithosphère océanique dans l’Océan Atlantique(voir manuel) :b. Décrivez l’âge de la lithosphère océanique :- En partant du continent africain vers l’axe de la dorsale :L’âge de la lithosphère océanique diminue en partant du continent africain vers l’axe de ladorsale.- En partant du continent américain vers l’axe de la dorsale :L’âge de la lithosphère océanique diminue en partant du continent sud-américain vers l’axe dela dorsale.2. En utilisant le modèle fourni, modélisez la formation de nouvelles portions des plaques africaines etaméricaines :Voir photos ci-dessous3. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaqueslithosphériques :Voir schéma ci-dessous- En ajoutant un court texte en dessous expliquant la formation des plaques ;L’utilisation de ce modèle permet de visualiser l’hypothèse expliquant la formation des plaqueslithosphériques : au niveau de l’axe des dorsales océaniques, les deux plaques qui onttendance à s’éloigner l’une de l’autre s’agrandissent continuellement par ajout de rochesissues du volcanisme effusif.- en relevant les différences entre ce modèle et la réalité des phénomènes géologiques qu’il permet demieux comprendre.modèleréalitéVitesse des mouvements cm/ s cm/anMatières plastique rochesVolumes déplacés cm 3 milliers de km 3aucuneRelations avec d’autresphénomènesnombreuses(avec d’autres plaqueslimitrophes, avec l’intérieurde la Terre,…)© PIERRON 2008 page 6/8

Pierron - SVTFiche professeur - 4 eCSVT55Etape 1 :Etape 2 :zone représentantl’Océan AtlantiqueEtape 3 :zone représentantl’Océan AtlantiqueEtape 4 :zone représentantl’Océan Atlantique© PIERRON 2008 page 7/8

Pierron - SVTFiche professeur- 4 eCSVT55PISTES D’EVALUATION pour la capacité : « Utiliser un modèle dans le but decomprendre une hypothèse explicative (Raisonner) »CRITERES DE REUSSITE RESULTATS BAREMEPrise en compte des données réelles (carte) 2Schématisation en début de modélisation 2Schématisation des étapes 2, 3 et 4 de la2modélisationFormulation d’une hypothèse explicative 2Comparaison du modèle avec la réalité 2TOTAL 10© PIERRON 2008 page 8/8