Pierron - SVT Fiche professeur - 4e CSVT55 Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsale océanique 1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO Partie : L’activité interne du globe Connaissances Capacités déclinées dans une situation d’apprentissage Exemples d’activités Les variations de la vitesse des ondes sismiques en profondeur permettent de distinguer la lithosphère de l’asthénosphère. Exprimer le résultat d’une recherche : schématiser sur un planisphère, sur une représentation cartographique des mouvements aux limites de plaques. Analyse de documents concernant la théorie de Wegener. [Histoire des sciences] Identification des mouvements de part et d’autre des frontières des plaques sur un planisphère, à partir de données GPS. Mise en relation de l’existence de fosses, de séismes profonds avec l’enfoncement de la lithosphère océanique, à partir de cartes, de schémas, ou de logiciels de visualisation.[B2i] Utilisation de maquettes montrant le mouvement des plaques. Reconstitution du déplacement d’une masse continentale, de la disparition d’un océan et de la formation d’une chaînes de montagnes, à partir de cartes et de schémas ou de logiciels de visualisation.[B2i] Observation de déformations des roches à l’échelle de l’affleurement. Réalisation de maquettes reproduisant ces déformations. La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques rigides reposant sur l’asthénosphère qui l’est moins. Exprimer le résultat d’une recherche : réaliser un schéma fonctionnel de la partie externe de la Terre. Les plaques sont animées de mouvements qui transforment la lithosphère (formation de chaînes de montagnes, déplacement des continents, ouverture et fermeture des océans). Observer, questionner, argumenter, modéliser de façon élémentaire afin de relier les mouvements des plaques à l’ouverture et à la fermeture d’un océan jusqu’à la formation d’une chaîne de montagne. A raison de quelques centimètres par an, les plaques se forment et s’écartent à l’axe des dorsales. Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveau des fosses océaniques. L’affrontement des plaques engendre des déformations de la lithosphère et aboutit à la formation de chaînes de montagnes. 2. PLACE DE L’ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION Chapitre VI : Comment les plaques sont-elles délimitées? Chapitre VII : Comment comprendre les mouvements des plaques et leurs conséquences ? 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 dorsales océaniques (zones d’écartement) ? Activité : modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsale océanique 3.Quelles sont les conséquences du mouvement des plaques pour les océans et les continents au cours des temps géologiques ? © PIERRON 2008 page 1/8 Pierron - SVT Fiche professeur - 4e CSVT55 3. PRESENTATION DE L’ACTIVITE - Objectifs de connaissances : • Plaques ; divergence ; dorsale océanique; ouverture d’un océan ; modèle - Objectifs méthodologiques et/ou technologiques : • Utiliser un modèle dans le but de proposer une hypothèse explicative (Raisonner) - Liste du matériel : Environnement proposé pour une introduction de l’activité (données initiales): - Planisphère en relief Réf 17036 (voir photo ci-dessous) Par poste de travail : - Modèle « Age du fond des océans » Réf 15475 (voir photo ci-dessus) (-deux morceaux de cartons ayant la forme du continent africain et sud-américain) Environnement proposé pour une généralisation des observations réalisées : - Caméra Didacam Réf 03743 - Vidéoprojecteur (ou à défaut écran télé) - Sites Internet : animations ouvertures océans : http://www.scotese.com/ - Fiche technique Voir fiche fournie avec le modèle « Age du fond des océans » © PIERRON 2008 page 2/8 Pierron - SVT Fiche professeur - 4e CSVT55 - Intégration pédagogique : 1. Après avoir montré l’existence de plaques lithosphériques animées de mouvements de rapprochement ou d’éloignement, ainsi que l’enfouissement des plaques au niveau des fosses océaniques on se propose ici de modéliser leur formation au niveau de l’axe des dorsales océaniques. 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 un planisphère 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 de roches volcaniques de type basalte dans l’ensemble des fonds océaniques alors que le volcanisme est limité au niveau de l’axe des dorsales océaniques. 3. Pour rendre plus concret le modèle proposé, on pourra ajouter sur les plaques bleues représentant les continents des formes en carton représentant le continent africain pour l’une et le continent sud-américain pour l’autre. 4. La phase de critique du modèle pourra utilement revenir sur la durée des phénomènes géologiques. 5. En fonction du nombre de modèles disponibles, on peut imaginer un TP « en mosaïque » avec les 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 explicative proposée mais aussi différences modèle/réalité repérées) ; un groupe choisi présente le travail à la classe pour chacun des TP (une Didacam reliée au vidéoprojecteur assurant à tous la bonne vision des données présentées). 6. Une généralisation du modèle explicatif de formation des plaques lithosphériques pourra se faire à partir de l’intégration d’autres exemples (mer rouge,...) et conduire à une synthèse schématique (idéalement associée à une animation numérique : par exemple celle disponible en ligne sur le site : www.biologieenflash.net/sommaire.html intitulée « le fonctionnement d’une dorsale : l’accrétion »). 7. On pourra aussi préciser (sans que cette précision soit exigible) que les géologues ont montré que, si sur ce modèle on doit tirer pour que les plaques se forment au niveau de l’axe de la dorsale, dans la réalité, c’est l’enfoncement de la plaque au niveau des fosses océaniques de par la différence de densité avec l’asthénosphère qui « tire » ( pour 80%)… © PIERRON 2008 page 3/8 Pierron - SVT Fiche élève - 4e CSVT55 Nom : Prénom : Classe : Date : Evaluation expérimentale S.V.T. Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsale océanique Vous avez pu montrer précédemment qu’au niveau des fosses océaniques des portions de plaques lithosphériques s’enfoncent vers l’intérieur de la Terre. Pour autant, la surface de la Terre ne diminue pas. On rappelle que les données GPS ont montré un mouvement d’éloignement de points situés de part et d’autre de l’axe des dorsales océaniques (on parle de divergence): on peut donc penser que dans cette zone de nouvelles portions de plaques se forment. Votre objectif est de modéliser cette hypothèse de formation des plaques au niveau des dorsales afin de pouvoir le présenter ensuite à la classe. Pour ceci, vous disposez du matériel suivant : - Modèle fourni - Carte de l’âge des basaltes des fonds océaniques (voir manuel) 1. Des forages ont permis d’établir une carte de l’âge de la lithosphère océanique dans l’Océan Atlantique (voir manuel) : a. Repérez l’axe de la dorsale océanique présente dans l’Océan Atlantique sur cette carte. b. Décrivez l’âge de la lithosphère océanique : - En partant du continent africain vers l’axe de la dorsale ; - Een partant du continent américain vers l’axe de la dorsale ; 2. En utilisant le modèle fourni, modélisez la formation de nouvelles portions des plaques africaines et américaines : -établissez la correspondance entre le modèle et la réalité géologique en ajoutant les légendes suivantes au schéma du modèle (étape 1) : « zone représentant l’axe de la dorsale océanique, lieu du volcanisme effusif », « élément représentant le continent africain », « élément représentant le continent sud-américain » ; « élément représentant la plaque africaine », « élément représentant la plaque sudaméricaine » ; et en ajoutant des flèches représentant le mouvement de ces deux plaques ; - Pour agir sur le modèle, placez les deux plaques bleues représentant les continents l’une à côté de l’autre, puis tirez simultanément sur les deux feuilles plastiques ; - Comparez le modèle au fur et à mesure de son « ouverture » avec la carte de l’âge des fonds océaniques © PIERRON 2008 page 4/8 Pierron - SVT Fiche élève - 4e CSVT55 3. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaques lithosphériques : - En complétant les schémas suivants (étapes 2 à 4) par la légende « zone correspondant à l’Océan Atlantique » 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 permet de mieux comprendre. Etape 1 : Etape 2 : Etape 3 : Etape 4 : © PIERRON 2008 page 5/8 Pierron - SVT Fiche professeur - 4e CSVT55 FICHE ELEVE CORRIGÉE Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsale océanique 1. 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 la dorsale. - 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 de la dorsale. 2. En utilisant le modèle fourni, modélisez la formation de nouvelles portions des plaques africaines et américaines : Voir photos ci-dessous 3. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaques lithosphériques : 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 plaques lithosphériques : au niveau de l’axe des dorsales océaniques, les deux plaques qui ont tendance à s’éloigner l’une de l’autre s’agrandissent continuellement par ajout de roches issues du volcanisme effusif. - en relevant les différences entre ce modèle et la réalité des phénomènes géologiques qu’il permet de mieux comprendre. Vitesse des mouvements Matières Volumes déplacés Relations avec d’autres phénomènes © PIERRON 2008 modèle cm/ s plastique cm3 aucune réalité cm/an roches milliers de km3 nombreuses (avec d’autres plaques limitrophes, avec l’intérieur de la Terre,…) page 6/8 Pierron - SVT Fiche professeur - 4e CSVT55 Etape 1 : Etape 2 : Etape 3 : Etape 4 : © PIERRON 2008 zone représentant l’Océan Atlantique zone représentant l’Océan Atlantique zone représentant l’Océan Atlantique page 7/8 Pierron - SVT Fiche professeur- 4e CSVT55 PISTES D’EVALUATION pour la capacité : « Utiliser un modèle dans le but de comprendre une hypothèse explicative (Raisonner) » CRITERES DE REUSSITE RESULTATS Prise en compte des données réelles (carte) Schématisation en début de modélisation Schématisation des étapes 2, 3 et 4 de la modélisation Formulation d’une hypothèse explicative Comparaison du modèle avec la réalité TOTAL © PIERRON 2008 BAREME 2 2 2 2 2 10 page 8/8