Bloc erratique enseignants
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BIENVENUE DANS LE MONDE MINERAL, SOURCE DE VIE ET D’ENERGIE 1)- Travail préliminaire : - vivant / non vivant = le monde minéral, en écartant tout ce que l’Homme a fabriqué artificiellement, que la Nature n’a jamais connu et qu’elle ne sait donc pas digérer ou difficilement (objets en plastique, en matières de synthèse diverses, produits chimiques artificiels -solides, liquides ou gazeux-). - Les minéraux et les sels minéraux Où les trouve-t-on ? Partout, à commencer par l’eau trop calcaire qui encrasse les canalisations ou le fond des casseroles quand l’eau s’est évaporée (idem avec de l’eau très salée) ou l’eau vitale que l’on boit quotidiennement : lecture d’étiquettes de différentes bouteilles d’eau minérale : potassium, calcium, magnésium, sodium, chlorure, nitrate, etc… preuve de leur présence. observations faciles de granite (voir ci-dessous) : gros minéraux visibles à l’œil nu. - N.B. : Rappel A partir de quelques observations faciles de quelques roches ou cristaux de roches (calcite blanche dans calcaire, ou quartz, classiques dans notre région) on peut constater que les roches (solides, liquides ou gazeuse) sont faites de minéraux (facilement visible sur du granite avec ses 3 couleurs bien distinctes, en proportions égales : quartz blanc opaque, mica noir et feldspath translucide) et les minéraux sont fait d’éléments chimiques. Chaque roche a sa propre minéralogie et chaque minéral, sa propre composition chimique. Un cristal est un minéral unique. Exemples : le calcaire est fait (entre autre) de calcite et la calcite est faite de carbonate de calcium ; c’est lui qui va réagir à l’acide chlorhydrique en faisant effervescence (expérience facile à réaliser devant des élèves mais qui doit être mener par l’enseignant). Il n’est donc pas surprenant de constater qu’une autre roche, le granite par exemple, qui ne contient jamais de carbonate de calcium, mais de la silice, ne fera jamais effervescence à l’acide, lui. conséquence :la dégradation naturelle des roches (altération chimique, érosion mécanique et activité des organismes vivants) conduit donc à l’enrichissement du sol et des eaux en minéraux et en sels minéraux. particularité remarquable :l’eau et les sels minéraux sont les seuls nutriments que sont capables d’assimiler les végétaux, qui sont à la base du monde vivant (= l’autotrophie par opposition à l’hétérotrophie qui règne chez les champignons et tous les animaux, qui se nourrissent de matière organique). 2)- Les blocs erratiques et paléogéographie Lors de la randonnée, tout le long du sentier de montée bien avant le barrage, on peut observer différents blocs de toutes tailles, de diverses teintes et textures. Un petit flacon d’acide (chlorhydrique plus ou moins concentrée, à ne pas mettre entre les mains d’un élève…) permet de constater que les différences observables s’accompagnent de réactions différentes à l’acide prouvant la présence de calcite dans certaines roches (calcaires ou plus rarement grés à ciment calcaire) et son absence dans d’autres : les brunes, plus ou moins verdâtres par endroit, à très fins cristaux sont des grés (sables compactés par sédimentation), les grises à gros cristaux bien différenciés par leur teinte et en proportions égales sont des granites (très gros blocs sur le bord droit du chemin). Sachant que toutes les montagnes alentours ne sont exclusivement constituées que de calcaires et de grés (dans une proportion moindre), on est forcé de se poser les questions suivantes… Problème posé : des blocs de granite sont observables sur le chemin en montant à la prise d’eau du Foron, en pleine vallée d’un massif entièrement calcaire (conforté par la simple expérience de l’acide qui fait effervescence sur le calcaire). Questions : d’où peuvent-ils bien venir, comment sont-elles arrivées là, quand ? Constats à faire : - Les plus proches montagnes faites de granite sont à plus de 20 kilomètres (massif du Mont Blanc, à visualiser et à calculer facilement sur une carte du département). - Ces blocs sont informes, de toutes tailles, aux bords arrondis ou non. - Présence de mousse ou de lichen dessus : ils semblent donc être là depuis très longtemps. - Aucune voie d’accès facile pour laisser penser que l’homme puisse être responsable de leur présence. Hypothèses : les dinosaures, les catapultes au moyen âge, la foudre, une sorcière, les gaulois, etc… Lecture de paysage indispensable : quel élément naturel a bien pu façonné notre vallée en un U aussi parfait ? Explications : voyage dans le temps - Préliminaires : le quaternaire En Haute Savoie, est ainsi bien l'époque des glaciers. En effet, notre département a subi 5 glaciations durant cette période (conséquence directe des variations climatiques) dont 2 plus importantes (Riss et Würm, durant respectivement 100 000 ans et 70 000 ans) qui formèrent une immense calotte glaciaire couvrant tout l'arc Alpin jusqu'à Lyon, durant plusieurs centaines de milliers d'années. Ces glaciers vont marquer les grands traits du paysage actuel : érosion accrue des terrains sédimentaires plus tendres (Nappes de charriage entre autre), creusement des vallées en "auge", des combes nord des Aravis et des cluses de l'Arve, du Foron et du Borne, etc... (cf document Creusement des cluses) - Développement : la paléogéographie Lors de ces maximum glaciaires (dont le dernier entre 65 000 et 55 000 ans Before Present = B.P.), seules les hautes chaînes d'aiguilles granitiques du massif du Mont blanc et les hauts sommets des Préalpes calcaires (Aravis, Fiz, Haut Faucigny) émergeaient de la calotte glaciaire. Le glacier du Mont Blanc suivant la vallée de l'Arve, était bien isolé par la haute chaîne nord des Aravis (appelé chaîne du Reposoir), du glacier nord des Aravis; d'où l'impossibilité de retrouver des blocs erratiques de granite dans la vallée du Reposoir en amont de Porte d'Age. Les moraines latérales de ces deux glaciers (dont celle de celui du Mont Blanc devait être particulièrement imposante et déborder sur l'autre) se rejoignaient assurément à l'aplomb de Romme sur Cluses ce qui explique, la présence de granite en aval de porte d’Age, arraché au Massif du Mont Blanc, transporté là par le glacier du même nom puis déposé lors de sa fonte. (cf document Maximum glaciaire) « On observe au dessus du verrou de Cluses, dans les calcaires urgoniens, à l’altitude de 1650 mètres, une surface de roches moutonnées en « dos de baleines » orientées dans le sens de l’écoulement du glacier. Ce dernier débordait alors les crêtes vers la vallée du Reposoir. » Sylvain Coutterand 3)- Glaciologie Compréhension du phénomène glaciaire : (naturelle dans ce cadre et indispensable dans une région comme la notre) Un glacier est essentiellement une accumulation naturelle d'eau solide, résultant de la transformation de la neige en glace. On y trouve également en proportions moindres, de l'air, de l'eau liquide, des sédiments, des rochers. La durée de vie d'une telle accumulation varie de quelques dizaines d'années à quelques millions d'années. La quantité de glace y est en général suffisamment importante pour s'écouler vers des zones de plus basse altitude, à des vitesses allant d'une dizaine de mètres par an à un millier de mètres par an. L'accumulation de glace peut couvrir un continent entier, comme c'est le cas de la calotte glaciaire Antarctique au pôle sud, ou bien occuper une petite vallée de haute montagne. Et entre ces deux extrêmes, de nombreuses situations intermédiaires existent. (cf schémas et coupe de glacier) Formation de la glace : à mesure que la neige s’accumule en altitude, les couches sous-jacentes vont être comprimées sous le poids de la neige qui les recouvre. Sous l'effet de la pression, la quantité d'air présent entre les grains de neige va diminuer, augmentant ainsi la densité de la neige. Au fil des années, l'accumulation se poursuit ainsi que la densification des couches inférieures. En se tassant, la quantité d'air du névé diminue jusqu'à ce qu'il n'y ait plus que des bulles d'air petites et isolées de l'extérieur. C'est de la glace, d'une densité proche de 0.9. Application facile à observer avec des enfants : sur un chemin carrossable non déneigé où des voitures passent régulièrement, on constate que le tracé laissé par les roues n’est plus que de la glace grise, alors que de part et d’autre demeure toujours la neige (plus ou moins compactée mais blanche). Conséquences ultérieures sur la faune: Seules quelques périodes interglaciaires nous offrent un paysage plus clément : - La principale (entre le Mindel-300 000 et le Riss-200 000 ans B.P.) fut plus "déglacée" qu'actuellement: le climat était très chaud en plaine, plus qu'aujourd'hui. - La seconde (entre la fin du Riss-100 000 et le Würm-80 000 ans, soit durant 20 000 ans) donna un climat peu différent de l'actuel, de-même pour la période de réchauffement qui suivit le Würm. Durant ces périodes de réchauffement, les animaux ont alors 2 possibilités: + soit retourner vers les régions froides au nord comme le feront les rennes, le boeuf musqué, le renard bleu,... + soit s'élever en altitude comme le feront, pour notre plus grand plaisir, chamois, bouquetins, petits et grands tétras, lagopèdes, gypaètes barbus, lièvres variables (blanchots), etc... Tous ces animaux retrouvent alors des conditions de vie similaires à celles qu'ils avaient connues pendant les glaciations. Conséquences locales actuelles : Moraines latérales déposées lors du retrait des glaciers (fonte) tout le long de la vallée de l’Arve, riche en blocs de granite de toutes tailles : - Acidité du sol d'où présence de châtaigniers jusqu'à 700 m d'altitude, et de châtaignes largement exploitées au bord du Léman (Lugrin-Evian), moins en vallée de l’Arve, mais récoltées quand même. - Pierres de taille : exploitation généralisée, taille du granite, pour l'habitat, les bassins, les meules, etc… ce qui n’empêche pas, ensuite, de les faire remonter, les transporter très laborieusement dans les plus hautes vallées voisines où cette roche prisée était absente (Le Reposoir, par exemple). 4)- Pistes de travil, l’importance du minéral dans notre monde actuel : Dès la préhistoire, l’homme a cherché à utiliser les éléments naturels, les ressources de son milieu de vie, de son environnement proche, pour améliorer ses conditions d’existence. Il a donc progressivement appris à tailler des pierres, en faire des outils ou des armes, à extraire des matières premières de la terre, etc… Il n’est donc pas surprenant qu’aujourd’hui, le minéral soit omniprésent dans notre société: - Les matériaux de construction : (intéressant car facilement observable autour de soi dans la classe et son environnement proche, cf document « matériaux de construction » ) Aujourd’hui, ces matériaux élaborés sont nombreux et proviennent, pour la plupart, de roches, de minéraux et/ou d’éléments chimiques extraits du sous-sol de la terre, plus ou moins « cuisinés ». pierres taillées : ardoises en couverture, calcaires et surtout granite dans notre région (plus solide à long terme) en encadrement, linteaux, marches et soubassement divers, mais aussi comme outils (bassins, meules, piquet de clôture aussi!) terres cuites : tuiles et briques, minéraux purs simplement fondus ou cuisinés avec d’autres éléments : les métaux (fer, cuivre, zinc, aluminium, etc…), le verre (à partir de la silice), les ciments, parpaings et plâtres. - Les sources d’énergie : On retrouve le minéral à la base du fonctionnement de toutes les centrales thermiques (nucléaire et autres centrales thermiques classiques, minéral allié aux qualités physiques de l’eau) : elles fonctionnent à partir de combustibles transformant l’eau en vapeur d’eau, qui, mise sous pression, va permettre de faire tourner une turbine entraînant elle-même un alternateur, générateur d’électricité. Ces combustibles peuvent avoir deux origines bien distincts mais toujours minérales : composant fossile de roches sédimentaires extraits puis raffinés : le charbon, le pétrole et le gaz naturel (provenant de la dégradation de matières organiques dans des sédiments profonds, pendant des millions d’années) minerai, éléments chimiques de certaines roches, utilisés purs : l’uranium, dans les centrales nucléaires. Toutes ces ressources minérales ne sont pas inépuisables. Leur exploitation (et/ou leur utilisation) n’est pas sans poser certains problèmes énergétiques, certains risques de pollution et/ou de stockage (déchets dangereux). Il faut donc apprendre à gérer et à recycler au mieux leur exploitation, afin de pouvoir garantir leur utilisation en toute sécurité et de manière durable, aux générations futures.
