La Terre change en surface : effets de l`activité interne du globe

Ch2. Les volcans :
1. Les manifestations visibles en surface de l’activité volcanique :
Activité 1 : découvrir les phénomènes en surface marquant la présence d’une activité volcanique à
partir d’une vidéo et de photographies (+ une animation si possible) : (I)
DVD « c’est pas sorcier » + documents sur polycopié réalisés à partir des p75 et 77 du manuel
Hatier (références de votre manuel : p96-97 Piton de la Fournaise/p98-99 la Soufrière de
Montserrat = même type d’éruption que le Mont Saint-Helens aux States)
Consignes :
1) Précise quel phénomène dynamique marque la présence des activités volcaniques :
(Précisions : ce qui est dynamique est en mouvement, et la réponse doit être un phénomène qu’on
voit en surface : en rapport avec le titre « Les manifestations visibles en surface de l’activité
volcanique)
Le phénomène dynamique qui marque la présence des activités volcaniques est l’éruption volcanique
2) Précise ce que deviennent les produits volcaniques émis :
Les produits volcaniques émis se déposent autour de leur point d’émission et constituent (ou
forment), au fur et à mesure qu’ils s’entassent, l’édifice volcanique (ou appareil volcanique)
3) Remplis le tableau ci- dessous :
Types de produits émis lors
de l’éruption
Volcan : le piton de la
Fournaise (Réunion) :
 Gaz
 Lave
 Matériaux solides
fragmentés
Volcan : le Mont Saint Helens
(Etats- Unis) :
 Nuages de gaz,
poussières, cendres =
nuée ardente
 Lave
 Matériaux solides
fragmentés
Texture de la lave émise
Fluide
Visqueuse
Forme du volcan
Cône
Dôme (dôme de lave visqueuse)
Bilan :
Une activité volcanique se remarque par une émission ou une projection, en surface, de
produits solides, liquides (laves) ou gazeux, à haute température : c’est une éruption volcanique
L’appareil volcanique résulte du dépôt de ces produits autour de leur point d’émission
(=volcan), à la surface de la terre
Définitions : lave, magma, fusion, viscosité, cône, dôme (répertoire)
D’où provient la lave ?
2. L’origine de la lave émise en surface lors d’une éruption volcanique :
Comprendre la montée du magma vers la surface :
Lorsqu’on met un cachet d’aspirine dans une petite carafe d’eau, il y a effervescence :
des bulles se forment et l’eau déborde de la carafe (photographie dans l’album photo des
4èmes)
Le principe est le même avec le magma :

Lorsqu’il arrive dans la chambre magmatique, les gaz dissous qu’il contient sont libérés
sous forme de bulles

Puis les bulles de gaz formées entraînent le magma vers la surface
Bilan :
Le magma, issu de la fusion d’un petit volume de roches à quelques kilomètres de profondeur,
est stocké un moment dans une poche appelée chambre magmatique.
Dans la chambre magmatique, les gaz dissous du magma sont libérés et forment des bulles.
La lave provient du magma entraîné en surface par les bulles de gaz.
Pourquoi les éruptions sont plus ou moins violentes ?
3. Les causes des différents types d’éruption volcanique :
Activité 2 : comprendre la cause de l’existence de différents types d’éruptions grâce à des
modélisations de phénomènes éruptifs : (C, Ra)
Manipulation réalisée par le professeur : voir les photographies dans l’album photo des 4èmes
Consignes :
1) Schématise ce que tu observes pour chacun des tubes :
2) Explique ce que le ketchup et la purée représentent dans le cas du volcanisme :


Le ketchup représente dans le cas du volcanisme un magma fluide
La purée représente dans le cas du volcanisme un magma visqueux
3) Explique le rôle du cachet effervescent :
Le cachet effervescent permet de modéliser la libération des gaz dissous dans le magma sous
forme de bulles, dans la chambre magmatique
4) Interprète les résultats de la manipulation :
Précision : le but de la manipulation est de répondre à la question suivante : quelle est la cause des
différents types d’éruption volcaniques. Donc notre interprétation des résultats (ou conclusion)
doit y répondre !
L’existence des différents types d’éruption volcanique est due à la viscosité du magma : plus le
magma est visqueux, plus l’éruption est violente
La viscosité du magma dépend de …………………………………………………………:
Quelques éléments
de la composition chimique:
SiO2
(élément
chimique)
MgO
(élément
chimique)
CaO
(élément
chimique)
Andésite
54.2
4.4
7.9
Basalte
45.8
9.4
10.7
Roches
volcaniques:


L’andésite est issue du refroidissement d’un magma visqueux arrivé en surface
Le basalte est issu du refroidissement d’un magma fluide arrivé en surface
 Ceci est une différence entre les deux roches…
Mais il y en a une autre, d’après le tableau :  elles n’ont pas la même composition chimique
On peut en déduire que la viscosité du magma dépend de sa composition chimique
Bilan :
Le type d’éruption volcanique est lié à la viscosité du magma :
-
éruption effusive lorsque le magma est fluide : la lave s’écoule à partir du cratère sur les
pentes du volcan ;
-
éruption explosive lorsque le magma est visqueux : les bulles de gaz s’en échappent
difficilement créant une explosion, puis une lave visqueuse se met en place dans l’ancien
cratère du volcan
La viscosité du magma dépend de sa composition chimique
Si il existe des magmas de viscosité différente : est- ce qu’en atteignant la surface et en
refroidissant, ils donnent des roches différentes ?
4. Le passage des laves aux roches volcaniques :
Activité 3 : Dégager les caractéristiques des roches volcaniques grâce à l’observation d’échantillons
macroscopiques (à l’œil nu) et de photographies de lames minces (échantillons microscopiques) :
(Re, Ra)
Observation d’échantillons macroscopiques :
1) Remplis la colonne du tableau ci- dessous, concernée par la roche que tu observes
Basalte
Trachyte
Couleur générale de la
roche :
Gris foncé/noir
Beige/gris
Couleur des
grains (=cristaux) :
Vert pâle et noir
Blanc et noir
2) Explique en une phrase dans le document ci- dessous les caractéristiques communes
entre les deux roches
3) Explique en une phrase les différences entre les deux roches dans le document cidessous
Le basalte et la trachyte sont composés en partie de cristaux
Le basalte et la trachyte n’ont pas la même couleur d’ensemble ni les mêmes cristaux (puisqu’ils sont
de couleurs différentes) ; car ces roches n’ont pas tout à fait la même composition chimique
Photographies des échantillons macroscopiques de basalte et de trachyte dans l’album photo
des 4èmes
Observation des photographies de lames minces :
1) Produis un croquis de la lame mince de basalte présentée sur transparent
2) Annote ton croquis avec les mots surlignés dans le texte ci- dessous :
On distingue dans la lame mince du basalte :
 des macrocristaux de pyroxènes et d’olivines ;
 noyés dans une pâte comprenant :

des microcristaux de feldspaths

et du verre
(Re) Réalisation d’un croquis scientifique :
critères de réussite :
Entièrement réalisé :

au crayon de papier

sur feuille blanche
Résultats : + / -
(/ 0.5)
Propreté
(/ 0.5)
Tracé net
Pas de remplissage
(/ 0.5)
Proportions respectées
(/ 1.5)
Différences par rapport à un dessin
d’observation :
Eléments essentiels représentés
Pas de détail
(/ 1)
Bilan :
Les roches volcaniques, issues du refroidissement de la lave, ne sont pas toutes identiques :
elles présentent des différences de couleurs à cause de leur différence de composition chimique.
Mais elles ont toutes la même structure dite structure hémi- cristalline, caractéristique des
roches volcaniques.
En effet, elles sont composées d’une pâte (microcristaux + verre) englobant des cristaux
visibles à l’œil nu (macrocristaux)
Définition : structure hémi- cristalline (répertoire)
Comment la lave donne des roches volcaniques comprenant des cristaux de taille différente et du
verre ?
Activité 4 : Comprendre le passage de la lave aux roches volcaniques en manipulant de la vanilline
(assimilée à la lave) : (Re, Ra)
On se pose la question suivante : quelle est l’origine de la structure hémi- cristalline des
roches volcaniques ? (Plus précisément : de quoi dépend la taille des cristaux ?)
Consignes :
1) Propose une réponse à cette question : (observation du croquis de la montée du magma pour
aide)
La structure hémi- cristalline des roches volcaniques, présentant en partie des cristaux de taille
différente, dépend peut- être de la température de refroidissement du magma
2) A partir du matériel dont tu disposes ci- dessous, propose une expérience qui te permettra
de vérifier si ta réponse est la bonne :
 Vanilline fondue (liquide chaud) assimilée au magma ;
 Freezer ;
 Lame porte- objet + lamelle + microscope
Correction :
3) Réalise ton expérience, en suivant les indications et précautions données par le professeur
(sur transparent)
4) Observe les résultats et complète le tableau :
Température de refroidissement (en °C)
Vitesse de refroidissement
Observation microscopique : taille des
cristaux
Protocole 1
15
lente
grande
Protocole 2
4
rapide
petite
5) Conclue (en précisant de quoi dépend la taille des cristaux) :
La taille des cristaux dépend de la vitesse de refroidissement du magma
Compétence :
Résultat : (+ = acquis / - = non
acquis)
(Ra) Etablir un protocole expérimental en vue de vérifier une
supposition
Indication sur le croquis de la montée du magma (voir deuxièmement du chapitre) le lieu de
formation des macrocristaux (1), microcristaux (2), et verre (3)
Bilan :
La structure hémi- cristalline des roches volcaniques dépend du refroidissement par étapes du
magma. Leur structure présente donc les traces des conditions de refroidissement du magma
(macrocristaux : refroidissement le plus lent ; verre : refroidissement le plus rapide ; voir schéma
« la montée du magma »)