Sciences 10 Ch 12 - Notes eleves
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1 Sciences 10 - Module 4: Le transfert d’énergie dans les systèmes naturels Chapitre 12: Le transfert d’énergie thermique engendre la tectonique des plaques 12.1 La théorie de la dérive des continents Alfred ________________ a proposé la théorie de la dérive des continents qui dit qu’il y a des millions d’années, tous les continents étaient réunis en un « supercontinent ». Il a nomme ce « supercontinent » la _________________. Wegener a comparé les structures géologiques, les fossiles, et les traces d’anciens glaciers sur différents continents. o Il a remarqué des chaines de montagnes qui se terminent sur la côte d’un continent semblent continuer sur un continent de l’autre côté de l’océan. o Il existe aussi plusieurs ressemblances entre les structures des roches et l’âge des roches sur des continents qui sont séparés par des milliers de km d’océan. o Des fossiles semblables se trouvaient à divers endroits dans le monde. Ex. Mesosaurus, Glossopteris o Les scientifiques ont trouvé des traces de glaciers dans des régions du monde qui sont aujourd’hui tropicales, comme en Inde et en Afrique. Si les continents avaient déjà été réunis, la majeure partie de la Pangée devait être près du pôle Sud. La ___________________________ est l’étendue d’anciens glaciers et les marques qu’ils ont laissé derrière eux. o Des scientifiques ont trouvé des gisements de charbon en Antarctique. Le charbon est formé par la décomposition d’organismes morts (dans des milieux humides tropicaux). Le pôle Sud n’a jamais eu un climat tropical, ce qui laisse croire que l’Antarctique a déjà été situé à un endroit plus chaud qu’actuellement. La surface de la Terre est séparée en grandes plaques de roche qui se déplacent à la surface de la Terre en glissant sur une couche de roche partiellement fondue appelées plaques tectoniques. Les _______________ sont des ouvertures à la surface de la Terre qui, lorsqu’elles sont actives, éjectent des gaz, des fragments de roche et de la roche fondue. Un tremblement de terre est la libération soudaine d’énergie accumulée à la surface de la Terre ou au-dessous d’elle. La représentation des zones volcaniques et sismiques sur une carte révèle une forme qui correspond aux frontières entre les plaques tectoniques. En 1872, le navire britannique HMS Challenger à cartographier une longue chaine de montagnes s’étendant du nord au sud dans l’océan Atlantique (la dorsale ___________________________). En prélevant des échantillons de roche de la dorsale médio-atlantique, les océanographes ont déterminé que les roches les plus jeunes se trouvent plus près de la dorsale. Ils ont aussi déterminé que les sédiments s’épaississent à mesure qu’ils s’éloignent de la dorsale. Comme un aimant, la Terre a des pôles magnétiques nord et sud, ainsi qu’un champ magnétique. Sciences 10 - M. Allard Une boussole pointe vers le nord parce que l’aiguille s’aligne avec les lignes du champ magnétique terrestre; le fer et d’autres métaux magnetiques de la roche s’alignent aussi avec ces lignes. Avec le temps, la force et la direction du champ magnétique changent; il peut même y avoir une inversion du champ magnétique terrestre. o Les scientifiques croient que ceci se passe à cause du mouvement de ________________ à l’intérieur de la planète. o Lorsque ceci se passe, le pôle Nord magnétique de la Terre devient le pôle Sud magnétique. o Comme l’aiguille d’une boussole qui serait figée, les roches gardent en mémoire la force et la direction du champ magnétique terrestre qu’elles avaient durant leur formation. Le paléomagnétisme est l’étude des propriétés magnétiques des anciennes roches. o Depuis 1950, les océanographes étudient la polarité magnétique au fond de l’océan Atlantique à l’aide d’un magnétomètre, qui détecte les variations des champs magnétiques. Ex. Les scientifiques ont découvert des ___________ dans le même sens que celui des minéraux ferreux du fond océanique; ces stries se nomment des bandes magnétiques. En 1960, Harry Hess a formulé l’hypothèse qui dit que le ______________ (la roche fondue sous la surface de la Terre) montait parce qu’il est moins dense que le matériel qu’il l’entour. Le magma se refroidit et durcit quand il émerge à la surface de la Terre, à une dorsale d’expansion, et il forme ainsi du nouveau fond océanique. À mesure que les courants de convection font monter du magma, le nouveau magma sépare le matériel durci et pousse les plus vielles roches sur les côtés; se processus se nomme l’expansion océanique. Au milieu des années 1960, J. Tuzo _________________ a formulé l’hypothèse qui dit que les chaines d’îles volcaniques, comme les îles Hawaii, se sont formées quand une plaque tectonique est passée au-dessus d’un point chaud stationnaire. o Un point chaud géologique est une région où de la roche fondue monte à la surface de la Terre. Wilson a formulé la __________________________________________ qui dit que les continents se divisent à certains endroits, se déplacent à la surface de la Terre, puis se réunissent. o Son hypothèse explique la formation des montagnes, des basins océaniques, des tremblements de terre, et des éruptions volcaniques, ainsi que le mouvement des plaques tectoniques et la transformation des roches dans le cycle des roches; elle est considérée comme la théorie unificatrice de la géologie. P. 509 questions 1-2, 4-5, P. 513 questions 1-4 et P. 517 questions 1-5, 7-11 12.2 La tectonique des plaques Les scientifiques croient que la Terre est née sous la forme d’une boule en fusion il y a plus de ____________________________ d’années. Quand elle s’est refroidie, ses matériaux les plus légers se sont mis à flotter en surface et ses matériaux les plus lourds à couler vers l’intérieur. o Les éléments les plus légers, comme le silicium et l’oxygène, se sont mis à flotter en surface, formant ___________________________________. Sciences 10 - M. Allard 2 La couche externe de la Terre est composée de plusieurs grands morceaux de roches rigides qui sont mobiles : plaques tectoniques. o Formées de l’écorce et du manteau supérieur, les plaques forment la lithosphère. o Il y a environ 12 grandes plaques tectoniques et 2 types : Les plaques _______________________ qui sont faites de roche basaltique dense. Les plaques __________________________ (et les continents eux-mêmes) qui sont formés d’une grande quantité de granite. La Terre peut être divisée en 4 couches : l’écorce, le manteau, le noyau externe, et le noyau interne. o L’________________ est la couche la plus externe de la Terre; elle est formée de roche solide et cassante. o Le manteau est la couche la plus épaisse de la Terre; elle représente 70% du volume de la Terre. Le manteau supérieur est composé de roche partiellement fondue qui contient du fer et du magnésium. Le manteau inferieur est formé de matériel solide et dense qui contient aussi du fer et du magnésium. o Le noyau _______________ est liquide et principalement composé de fer et de nickel. o Le noyau ________________ est principalement composé de fer et un peu de nickel. Sa température varie entre 5000 et 6000ºC : 4X le point d’ébullition du fer. Les pressions du noyau le garde solide. Les scientifiques croient que les noyaux externe et interne tournent à différentes vitesses, et qu’ils peuvent être à l’origine des champs magnétiques terrestres. Sous la lithosphère se trouve l’_________________________ : une couche partiellement fondue du manteau supérieur. o Sa température varie à cause des différentes quantités d’éléments radioactifs dans certaines régions. o Le matériel plus chaud moins dense monte, se refroidit, coule, et se réchauffe; il y a un courant de convection. Ce courant de convection mantellique est une des forces responsables du mouvement des plaques. Un centre d’expansion dans l’océan est appelé une dorsale d’expansion ou dorsale océanique. Si une dorsale est sur la terre ferme, on l’appelle un rift ou fosse d’effondrement. Une poussé d’une dorsale se passe quand du nouveau matériel pousse du matériel plus ancien à une dorsale ou un rift (se qui éloigne les plaques tectoniques de la dorsale). Si une plaque océanique dense frappe une plaque continentale, la plaque océanique plonge sous la plaque continentale, ce phénomène s’appelle _________________________. Les zones de subduction subissent de gros tremblements de terre et de grosses éruptions volcaniques. o On croit que les zones de subduction contribuent au mouvement des plaques. o Quand la bordure d’une plaque tectonique s’enfonce dans le manteau, elle attire le reste de la plaque avec elle : traction d’une plaque. Une région ou 2 plaques tectoniques sont en contact est une frontière de plaques. Il y a 3 types principaux d’interaction entre les plaques : la ________________________ (séparation), la convergence (rapprochement) et le coulissement (glissement l’une sur l’autre); le Sciences 10 - M. Allard 3 4 mode d’interaction dépend de 2 facteurs principaux : le type de plaque et le sens du déplacement des plaques. o Quand une plaque océanique glisse sous une plaque continentale, une ___________ se forme à la zone de contact. o À mesure que la plaque en subduction s’enfonce, de grandes parties entrent en fusion, puis se refroidissent, et se cristallisent en grandes masses rocheuses sous la surface de la plaque continentale. Dans certaines régions, le magma peut se cheminer jusqu'à la surface et former des volcans coniques. Ex. La ceinture volcanique le long de la côte ouest de l’Amérique du Nord. La force de collision entre une plaque océanique et une plaque continentale crée des ______________________________ quand la roche continentale se froisse et se plie. Les plaques en collision résistent souvent à la force des courants de convection, à la poussée d’une dorsale et à la traction d’une plaque. Tant que les plaques restent en place, la pression s’accumule jusqu'à ce qu’elle devienne trop grande, et que l’énergie libérée cause un tremblement de terre. o La convergence de 2 plaques océaniques peut produire une longue chaine d’iles volcaniques appelée arc insulaire ou arc volcanique. o Quand les plaques continentales entre en collision, leurs bordures se froissent et se plient, ce qui forme de grandes chaines de montagnes. Des courants de convection dans le manteau causent souvent le glissement de plaques tectoniques l’une à coté de l’autre; ces régions sont appelées frontière de plaques coulissantes. o À ces frontières, puisque la roche glisse contre de la roche, aucune montagne ou volcan ne se forme, mais des tremblements de terre et des ____________ (cassures dans les couches de roches) peuvent se produire. Une faille a une frontière de plaques coulissantes est appelée une faille transformante. La friction entre les plaques tectoniques en mouvement à la surface de l’asthénosphère se fait généralement contre les courants de convection, ce qui produit de la tension et éventuellement des tremblements de terre. 95% des tremblements de terre ont lieu aux frontières de plaques tectoniques. 80% ont lieu dans un cercle qui borde l’océan Pacifique. En CB, on trouve les 3 types de frontieres plaques et il y a d’importants séismes tous les 200-800 ans. L’_____________________ est l’endroit à l’intérieur de la Terre ou commence un tremblement de terre. L’_________________ est le point à la surface de la Terre directement au-dessus de l’hypocentre. Les scientifiques classent les tremblements de terre en fonction de la profondeur de leur foyer. o La quantité de dommages que peut causer un tremblement de terre à la surface dépend de sa profondeur. Ex. L’énergie qui monte d’un hypocentre profond doit franchir une grande distance et ne peut donc pas causer beaucoup de dommages à la surface. o Plus de 90% des tremblements de terre ont un hypocentre situé à moins de 100km de profondeur. Sciences 10 - M. Allard L’énergie que libère un tremblement de terre produit des vibrations appelées ondes sismiques. o La ____________________ est l’étude des tremblements de terre et des ondes sismiques. En étudiant les déplacements des ondes sismiques à l’intérieur de la Terre, les scientifiques apprennent beaucoup sur la composition et l’épaisseur des couches terrestres. o Les ondes sismiques peuvent prendre la forme d’ondes de volume qui voyagent sous le sol, ou ondes de surface (ondes L) qui roulent à la surface de la Terre comme des rides sur un étang. o Les ondes de volume se déplacent plus rapidement que les ondes de surface et sont généralement les 1ères ressenties après un tremblement de terre. o Il existe 2 types d’ondes de volume : Les __________________________ (onde P) se déplacent à environ 6km/s à travers l’écorce terrestre. Elles peuvent se déplacer à travers des solides, des liquides, et des gaz. Elles causent la compression et l’étirement du sol, comme un ressort, dans la direction de leur déplacement. Les __________________________ (ondes S) ou ondes de cisaillement se déplacent à environ 3.5km/s et causent la compression et l’étirement du sol à un angle droit par rapport à la direction de leur mouvement. Elles causent généralement plus de dommages structuraux que les ondes P parce qu’elles sont plus grandes. Elles sont les 2èmes à arriver et elles traversent les solides, mais pas les liquides. o La compression et la profondeur des différentes couches de la Terre influencent le mouvement des ondes de volume à l’intérieur de la planète. o Les ondes rebondissent sur certaines couches, accélèrent ou ralentissent sur d’autres ou sont réfractées (pliées). o Les trajets des ondes de volume sont déviés à cause de la densité qui augmente avec la profondeur du manteau. o Les ondes S disparaissent au fond du manteau parce qu’elles ne peuvent pas se déplacer à travers le noyau externe liquide. o Les enregistrements de l’énergie des ondes sismiques sont obtenus à l’aide de ___________________________. Ces appareils mesurent la quantité de mouvement du sol causée par un tremblement de terre. Différents sismomètres mesurent différents types de mouvement du sol : des mouvements horizontaux (latéraux) ou des mouvements verticaux. Les enregistrements des sismomètres sont des sismogrammes; ils fournissent aux géologues de l’information comme l’heure, la durée et la force (_________________) d’un tremblement de terre. Quand la magnitude augmente de 1, l’intensité des ondes sismiques augmente d’un facteur de 10. Une magnitude supérieure à 2 peut être ressentie. Une magnitude supérieure à 6 peut endommager des bâtiments. Les sismogrammes peuvent aussi déterminer la vitesse de déplacement des ondes sismiques. Un graphique de la distance en fonction du temps montre le temps nécessaire à une onde sismique pour franchir une certaine distance. Sciences 10 - M. Allard 5 6 Le mouvement des plaques tectoniques produit 3 types de volcans : les stratovolcans, les volcans boucliers, et les éruptions de rift. Le type de volcan formé dépend de la frontière des plaques tectoniques. o Un ______________________ a une forme conique due aux éruptions répétées de cendre et de lave qui forment des couches. Le magma qui forme ces volcans est très épais; quand il s’approche de la surface, du gaz est piégé en dessous, et la pression s’accumule. Lorsque la pression est trop grande pour être contenue, une éruption volcanique explosive se produit. Les stratovolcans sont généralement situés près des zones de subduction, où ils forment des ceintures volcaniques. Ex. Le mont Garibaldi en CB est un stratovolcan conique; la plupart des autres stratovolcans au Canada ont été érodé par les glaciers. o La plupart des volcans de la Terre sont des volcans boucliers. Ces volcans se forment au dessus des points chauds. Un _________________________ peut se trouver aux points faibles de la lithosphère qui laissent passer le magma à la surface. Le magma qui produit les volcans boucliers est clair et s’écoule facilement; il piège moins de gaz. Les éruptions de volcans boucliers sont moins explosives. Les volcans boucliers se forment quand la lave de plusieurs éruptions s’accumule sur les pentes d’un volcan. Ils se trouvent généralement dans les bassins océaniques, où la lithosphère est plus mince que sur les continents. Ex. Les iles Hawaii sont une chaine de volcans boucliers, et Kilauea (sur la grande ile d’Hawaii) est un des grands volcans les plus actifs sur la Terre (il est en éruption continuelle depuis 1983). Ex. La ceinture d’Anahim en CB, le parc national de Yellowstone au EU o Les _____________________________ se produisent quand le magma sort par de longues fissures de la lithosphère. Des fontaines de lave ressortent des dorsales océaniques en expansion ou des rifts de l’écorce continentale. Les éruptions de rift ne sont pas très explosives ou violentes, mais elles peuvent libérer d’énormes quantités de lave. Ex. Le long de la dorsale médio-atlantique, à la frontière entre la plaque nordaméricaine et la plaque eurasienne, les éruptions de rift sont fréquentes. P. 522 questions 1-4, P. 526 questions 1-4, P. 531 questions 1-3 et P. 537 questions 2-15 Questions optionnelles Pgs. 538-539 Sois productif/ve en classe et n’oublie pas de faire toutes tes questions Sciences 10 - M. Allard
