Les séismes
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MODULE Cycle : Classe: 3 CM2 Programme Compétences visées Les séismes Le ciel et la terre Manifestations de l’activité de la terre être capable d’exploiter des documents pour comprendre les manifestations et les caractéristiques des séismes. être capable de localiser des volcans en activité Matériel Cassette Vidéo les volcans Nathan CDDP ou Cassette vidéo Les volcans E=M6 Bicarbonate de soude , savon liquide , vinaigre , colorant ( éosine ) ,bouchon ou pâte à modeler , récipient étroit ( bouteille plastique 50 cl ) , sable Copie échelle de Richter, copie planisphère Un rétro projecteur , classeur sciences Conditions de réalisation Séance 2 : à l’extérieur sur sol sableux Autres séances en salle sciences avec équipement vidéo Nombres de séances Séance 1 : Pourquoi la terre tremble ? Séance 2 : Les mécanismes mis en jeu lors d’un séisme Séance 3 : l’activité sismique Séance 4 : Localisation des plaques tectoniques et des volcans Séance 5 : Evaluation Bibliographie pour le maître. la géologie à l’école tomes 1 et 2 (CRDP de Poitou Charentes) Cassette vidéo E=M6 ( les séismes ) fichiers vidéos cd rom Fiche connaissances n°22 volcans et séismes Séance 1 : Pourquoi la terre tremble ? Objectifs Notionnels Méthodologiques Comprendre les caractéristiques des séismes Savoir faire le lien entre les conséquences visibles en surface et les causes. Saisir les informations à partir d’ une simulation des mouvements de plaques sur vidéo Traiter les informations à partir de la presse Vocabulaire introduit : séismes, tremblements de terre, activité sismique, ondes, vibrations Organisation Lieu Salle de classe Modalités de travail collectif Durée 1 heure Matériel Cassette Vidéo : La terre craque (CNDP V3012) questionnaire collecte des représentations fiches articles de presse Déroulement : Phase 1 : collecte des représentations - Le maître peut proposer le questionnaire suivant Qu’est ce qu’un tremblement de terre ? Que se passe-t-il quand se produit un séisme ? Les tremblements de terre peuvent-ils se produire sur n’importe quel point de la planète ? Y a-t-il eu des séismes en France ? Phase 2 : Lecture de textes documentaires (presse) sur les tremblements de terre dans le monde (annexe 1) Phase 3 : Organiser une fiche de lecture pour les enfants qui devront noter : - La date et le lieu du tremblement de terre Les manifestations visibles du séisme (éboulements, destructions, effondrements, vibrations, fissures, paysage totalement modifié…) Les conséquences de ce phénomène (pertes en vies humaines, désorganisation… Phase 4 : Mise en commun - Synthèse des manifestations caractérisant l’activité sismique Position du problème : « Pourquoi la terre tremble-t-elle ? Comment l’expliquer ? » - Emission d’hypothèses : collecte des réponses et réalisation d’une affiche de synthèse collective Le mot du maître : - Certains élèves peuvent penser que les tremblements de terre sont le résultat de l’activité volcanique. - Parfois, les causes des séismes sont considérées comme des causes atmosphériques - Pour certains, les causes peuvent être tectoniques : les continents se déplacent, les plaques bougent. Séance 2 : Les mécanismes mis en jeu lors d’un séisme Objectifs Notionnels Méthodologiques Identifier les caractéristiques des séismes. Comprendre le fonctionnement de la tectonique des plaques et ses effets Saisir les informations à partir d’ une simulation des mouvements de plaques sur vidéo Concevoir et réaliser un dispositif expérimental Vocabulaire introduit : plaques tectoniques, subduction, faille, dorsale Organisation Lieu Salle de classe ou salle de sciences Modalités de travail collectif et individuel puis travail de groupe Durée 1 heure Matériel Cassette vidéo Les séismes E=M6 Cristallisoir, plaques de polystyrène, morceaux de sucre. Papier affiche Déroulement : Phase 1 : A partir de la synthèse collective (affiche), rappel des hypothèses émises lors de la séance 1 Phase 2 : Apport documentaire A partir du passage de la vidéo sur l’origine des séismes, noter les mots clefs et le vocabulaire spécifique. Il est possible de se servir des fichiers vidéo du cd rom : la théorie de la tectonique, la tectonique globale, mouvement de subduction. Phase 3 : Mise en commun - - Confrontation des interprétations de la cassette ou des fichiers vidéo du cd rom. Position du problème : « afin de rendre compréhensible le phénomène décrit dans les documents que nous venons de voir, imaginez la réalisation d’une maquette qui permette de comprendre les mécanismes des séismes. » Matériel à disposition : cristallisoir, plaques de polystyrène, morceaux de sucre. Phase 4 : Mise en œuvre du modèle - Les élèves construisent leurs modèles et réalisent une des expérience retenue (subduction ou écartement). Ils rédigent une affiche de synthèse par groupe. Faire apparaître les deux phénomènes : les plaques se repoussent (dorsale, faille), les plaques s’affrontent ( subduction) Phase 5 : Mise en commun - Présentation des dispositifs et explication du phénomène modélisé en tenant compte du vocabulaire introduit. Débat avec retour sur la vidéo pour valider et élaboration de la trace écrite (annexe 2) Phase 6 : structuration des savoirs acquis - Elaboration d’un texte explicatif reprenant les deux modèles de la tectonique des plaques : la subduction, l’écartement des plaques (annexe 3) Réalisation d’un schéma explicatif (annexe 2) Le mot du maître : - La coquille solide du globe terrestre est formée de 12 plaques qui se déplacent les unes par rapport aux autres. Elles flottent sur le magma et se déplacent. les effets d’un séisme Séance 3 : L’activité sismique Objectifs Notionnels Méthodologiques Comprendre que l’intensité d’un séisme est mesurée par des appareils ou par les effets produits Savoir que le point de la surface où l’intensité est la plus forte est l’épicentre du séisme Traiter les informations à partir de la presse Saisir les informations à partir d’ une simulation des mouvements de plaques sur vidéo Vocabulaire introduit : Epicentre, magnitude, sismographe, échelle de Richter, onde, vibration Organisation Lieu Salle de classe ou salle d’expériences Modalités de travail Collectif, groupe Durée 1 heure Matériel bassine, compte goutte ou pipette, encre pour colorer l’eau de la pipette, verre Echelle de Richter Papier affiche Déroulement : Phase 1 : rappel des effets des séismes - les séismes provoquent des destructions, fissures, éboulements… les séismes sont le résultat de l’affrontement des plaques tectoniques (ruptures dans l’écorce terrestre, provoquées par le rapprochement ou l’éloignement de deux plaques). Les conséquences sont visibles en surface. Phase 2 : position du problème. « Imaginez une expérience qui permette de mettre en évidence l’activité sismique » - Matériel à disposition par groupe : bassine, compte goutte ou pipette, encre pour colorer l’eau de la pipette, verre. Par groupe, les enfants se mettent d’accord sur l’expérience à réaliser et rédigent leur protocole. Mise en commun et confrontation des hypothèses émises. Phase 3 : Réalisation de l’expérience de simulation des ondes sismiques - A l’aide du compte goutte, faire tomber une goutte d’eau sur la surface liquide de la bassine. Au préalable l’eau du verre aura été teintée avec de la peinture ou de l’encre. Observer la propagation des vagues avec une diminution de l’amplitude. Phase 4 : synthèse intermédiaire - Un séisme est une vibration du sol. L’intensité du séisme n’est pas la même partout. Le lieu où l’intensité est la plus forte, est l’épicentre. C’est un lieu à la surface du sol. Phase 5 : étude d’un document - Distribution de l’échelle de Richter (annexe 4) Analyse du document Mettre en évidence que l’échelle de Richter exprime des intensité appelées magnitude. La magnitude exprime la quantité d’énergie libérée au foyer du séisme (annexe 5) Une autre classification des séismes est utilisée en tenant compte de l’importance des dégâts. Le sismographe est l’outil de mesure qui permet d’enregistrer les quantités d’énergie lors d’un tremblement de terre. Phase 6 : Synthèse collective - Rédaction d’un texte collectif reprenant les principaux points abordés. - annexe 6 Le mot du maître : - Lors de l’expérience sur les ondes sismiques bien préciser aux enfants que le phénomène de simulation n’est pas la réalité. Le risque est de renforcer des représentations du type séisme = chute de météorite ou séisme = phénomène naturel (foudre…) - Bien mettre en évidence que l’origine des séismes est une cassure ou un déplacement des différentes strates. Cette rupture libère une énergie qui part du foyer du tremblement de terre et développe des ondes sismiques. - Distinguer le foyer de l’épicentre (couche superficielle) annexe 5 épicentre d’un séisme Relevés d’un sismographe Séance 4 : Localisation des plaques tectoniques et des volcans Objectifs Notionnels Méthodologiques Mettre en évidence que l’existence des volcans est liée à la tectonique des plaques Analyser la carte du monde de répartition des séismes Observer la répartition des volcans sur une carte du monde Saisir des informations à partir de la cartographie des volcans et des séismesdans le monde. Mettre en relation les observations avec les phénomènes étudiés Vocabulaire introduit : Plaques tectoniques, faille, dorsale, subduction Organisation Lieu Salle de classe Modalités de travail collectif Durée 1 heure Matériel Carte des volcans dans le monde Carte des plaques terrestres Carte de répartition des séismes et carte des plaques tectoniques (annexes p 156 Sciences : 64 enquêtes pour comprendre le monde Magnard) Rétroprojecteur + cartes sous forme de transparents ou planisphère Déroulement : Phase 1 : reprise du texte explicatif réalisé en séance 2 - Faire repréciser les deux modèles mis en jeu : les plaques se repoussent (dorsale), les plaques s’affrontent ( subduction) Eventuellement rappeler pourquoi les plaques sont mobiles. Phase 2 : Apport documentaire - Sélectionner le passage sur la localisation des volcans dans le monde (vidéo) Les enfants notent sur la carte qui leur est distribuée l’emplacement des principaux volcans. Relier entre eux les différents points pour obtenir les chaînes volcaniques (reprise du travail mené lors du module sur les volcans) annexe 7 Phase 3 : Mise en commun - - Placer sur le transparent de la classe les différents volcans puis superposer avec la carte qui localise les séismes (annexe 7) Localisation des séismes en Arménie,Tadjikistan,Californie,Iran,Turquie,Egypte • au tableau sur le planisphère • individuellement sur copie du planisphère Mettre en évidence la relation entre les zones d’activités sismiques et le volcanismes : la superposition des 2 cartes (ceinture de feu et principales zones sismiques) peut être complétée par la carte des plaques tectoniques. Phase 4 : Synthèse orale - A partir des documents sur les plaques, identifier les zones de contact et compter le nombre de plaques tectoniques. - Amener les enfants à conclure que les séismes et les volcans ne sont pas répartis au hasard. On les trouve le long des zones de contact entre les plaques. Les plaques se déplacent en s’affrontant ou en s’écartant : c’est à partir de cette activité de la Terre que se produisent deux phénomènes, le volcanisme et les séismes. Elaboration d’un texte explicatif reprenant les principales notions vues (annexe 8) Schématisation Le mot du maître : - Insister sur le fait que les séismes ne sont pas répartis au hasard à la surface de la terre. Ils se trouvent le long des zones de contact entre les plaques. - De même, pour les volcans, ils sont situés entre les plaques qui s’écartent ou qui se rapprochent - Lors de la mise en place de la superposition entre les chaînes de volcans et les plaques tectoniques, veiller à ne pas renforcer l’idée que le volcanisme provoque les séismes. Séance 5 : Evaluation Objectifs Notionnels - Méthodologiques Faire le point sur les connaissances acquises au cours de ce module Connaître les effets d’un séisme Appréhender le fonctionnement d’un tremblement de terre Localiser les chaînes volcaniques, les zones sismiques, les plaques tectoniques Comprendre le rôle de la tectonique des plaques - réinvestir le vocabulaire rencontré au cours du module schématiser faire le point sur les notions acquises Vocabulaire introduit : Ensemble du vocabulaire précédent Organisation Lieu Salle de classe Modalités de travail individuel Durée 1 heure Matériel Fiches d’évaluation Document 1 : décrire un tremblement de terre Document 2 : évaluer l’intensité d’un séisme Document 3 : comparer la répartition des volcans et des séismes Document 1 : décrire un tremblement de terre Document Texte 1 Le 13 janvier 2001, un tremblement de terre a frappé le Salvador ; les secousses qui ont causé de gros dégâts ont duré environ une trentaine de secondes. Le premier bilan fait état de 350 morts, 1 117 blessés, 11 057 personnes évacuées, 7 934 habitations totalement détruites, 16 maisons partiellement détruites et 89 églises endommagées. Le bilan sera beaucoup plus lourd : dans la banlieue de la capitale San Salvador, à Las Collinas, plusieurs centaines de maisons ont été ensevelies par un glissement de terrain et environ 1 200 personnes sont portées disparues. Des dizaines de routes ont été coupées par des glissements de terrain. Le séisme est de forte intensité : 7,6 sur l’échelle de Richter, et son épicentre est situé dans l’océan Pacifique à 100 km au sud-ouest du Salvador. Les sismographes ont enregistré de nombreuses répliques dans les heures qui ont suivi ; et la plus importante, d’une magnitude de 3,9, a provoqué des mouvements de panique. Ce tremblement de terre a été ressenti dans plusieurs pays voisins, jusqu’au Mexique, sans causer de D’après l’AFP, 16 janvier 2001. dégâts. Texte 2 : L’intensité des dégâts ne dépend pas uniquement de la magnitude du tremblement de terre. Le tremblement de terre du 17 octobre 1989 à San Francisco et celui d’Arménie du 7 décembre 1988 peuvent être comparés : leurs magnitudes, c’est-à-dire l’énergie libérée aux foyers, étaient proches : 7 en Arménie, 7,1 à San Francisco. Par contre, les conséquences furent totalement différentes : 72 morts à San Francisco, 25 000 morts en Arménie. Le faible nombre de victimes à San Francisco est attribué à la qualité des constructions parasismiques, imposées après le violent séisme de 1906. Par ailleurs, la population est constamment informée du risque existant dans la région. À l’inverse, en Arménie, il n’y avait pratiquement pas de constructions parasismiques et ni les autorités ni la population ne s’attendaient à un séisme aussi violent. Dans le cas de la Californie, le foyer se trouvait sous les montagnes, au nord-est de Santa Cruz, à 130 km de San Francisco. Les conséquences auraient été très différentes si le foyer s’était trouvé en dessous de la ville. Questions 1) Recherche dans le dictionnaire la définition de : épicentre, magnitude. 2) Situe sur une carte les tremblements de terre évoqués. ............................................................................................................................................................. 3) Quelle est la durée du séisme qui a frappé le Salvador ? .................................................................... 4) Dégage les conséquences de ce tremblement de terre. ............................................................................................................................................................. Explique pourquoi ce séisme n’a pas fait de dégâts au Mexique. Document 2 : évaluer l’intensité d’un séisme Document A Épicentre : région où le séisme est le plus fortement ressenti. Magnitude : valeur traduisant l’énergie libérée lors d’un séisme. • Échelle MSK (échelle de Mercalli modifiée) I – Le séisme n’est pas ressenti par l’Homme. Il est enregistré par les appareils (sismographes). II – Le séisme est perçu par quelques personnes situées dans les étages supérieurs des maisons. III – Ébranlement assez fort constaté par plusieurs personnes au sol. IV – La vaisselle tinte, les planchers craquent, les vitres vibrent. V – Toute la population perçoit le séisme, ébranlement des meubles, oscillation d’objets suspendus. VI – Les dormeurs sont réveillés, oscillations des lustres, début de panique. VII – Chute de plâtre, apparition de lézardes dans les murs. Pas de dommages aux édifices bien construits. Épouvante générale. VIII – Lézardes importantes dans les murs, chute de cheminées. IX – Destruction partielle ou totale d’édifices. X – Grands désastres, la plupart des constructions sont détruites. XI – Tous les bâtiments, les ponts sont détruits. XII – Aucune œuvre humaine ne subsiste, les villes sont rasées. • Échelle de Richter Échelle de référence graduée de 1 à 9 qui évalue l’énergie libérée lors des séismes par la valeur de la magnitude. Document B Mesurer l’intensité d’un séisme à partir des dégâts. Le séisme de Lambesc du 11 juillet 1909 Synthèse à partir de témoignages Villes Intensité des dégâts Pelissanne, Saint-Estève Salon, Venelles, La Roque, Intensité du séisme X Destruction de nombreux édifices IX Saint-Christophe Mallemort, Grans, Peyrolles, VIII Pertuis Jouques, Eyguières VII Mouriès, Miramas, Aix, VI Vauvenargues, Rians, Saint-Paul Document C Carte de la Provence Questions 5) Complète le tableau en indiquant les dégâts constatés par la population. ............................................................................................................................................................. 6) Y a-t-il eu de grandes destructions à Saint-Paul ? ............................................................................... 7) Trace sur la carte les courbes reliant les différents villages ayant subi les mêmes types de dégâts, sans utiliser de règle (inspire-toi des courbes déjà tracées sur la carte). 8) Indique sur la carte où se situe, à peu près, l’épicentre du séisme. 9) À ton avis, les dégâts sont-ils plus ou moins importants à Marseille qu’à Lambesc ? ............................................................................................................................................................. Explique pourquoi l’ampleur des dégâts n’est pas fonction uniquement de la magnitude du séisme. Document 3 : comparer la répartition des volcans et des séismes Document Carte de répartition des séismes Quelques séismes d’Amérique centrale : 23 décembre 1972, Managua au Nicaragua, 30 000 morts ; 4 février 1976, Guatemala ; 19 septembre 1985, Mexico au Mexique, 10 000 morts ; 10 octobre 1986, San Salvador, 1 400 morts. Questions 10) Décris la répartition des principaux séismes en t’aidant d’un atlas. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 11) Décalque la carte de répartition des volcans et superpose-la sur celle des séismes. ....................................................................................................................................................................Que constates-tu ? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Questions 12) Décris la répartition des principaux séismes en t’aidant d’un atlas. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. 13) Décalque la carte de répartition des volcans et superpose-la sur celle des séismes. Que constates-tu ?
