TP4__Lithosphere_et_asthenosphere

Activité 4: Lithosphère et asthénosphère. Vers un premier modèle global.
LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné :
Première S
Partie du programme:
Thème 1 : La Terre dans l’univers, la vie et l’évolution du vivant.
Thème 1 B : la tectonique des plaques - histoire d’un modèle.
Chapitre 2 : De la dérive des continents à l’expansion des fonds océaniques.
PLACE DANS LA PROGRESSION
Après avoir exposé l’hypothèse d’une expansion océanique et sa confrontation à de nouveaux constats.
PROBLEME A RESOUDRE
Comment l’analyse de données sismologiques a-t-elle permis de distinguer lithosphère et asthénosphère ?
En quoi l’existence des failles transformantes a-t-elle contribué à la construction de la théorie de la tectonique des
plaques ?
NOTIONS, COMPETENCES
Notions
Lithosphère, asthénosphère, croûte, manteau, subduction
Compétences
Saisir et exploiter des données sur des logiciels.
ACTIVITE
Durée : 2h
Matériel et ressources :
Exploitation d’un modèle analogique. Logiciel sismolog.
Tectonique animée (failles transformantes, volcanisme intraplaque)
Internet http://www.biologieenflash.net/animation. (subduction et points chauds)
Déroulement de l’activité:
1) Formuler les arguments qui suggèrent un retour de la croûte océanique dans le manteau au niveau des fosses
océaniques en utilisant Sismolog (aide page 139).
2) Interpréter les écarts de vitesse sur la tomographie sismique (doc 2). Fiche méthode p. 402
3) Sur une représentation schématique d’une zone de subduction, indiquer la position du manteau, de la croûte,
de l’isotherme 1300°C et du plan incliné. (doc.p.140-141)
4) Qu’apportent les failles transformantes à la théorie de la tectonique des plaques ? (p.142)
5) Montrer l’alignement volcanique sur les plaques avec le logiciel Google Earth (aide page 145).
Expliquer pourquoi le volcanisme intraplaque (points chauds), qui aurait pu être un argument pour réfuter le
modèle de la tectonique des plaques, a finalement permis de l’enrichir.
COMMUNICATION DES RESULTATS, OBSERVATIONS, RECHERCHES
Présenter en bilan les caractéristiques de la lithosphère océanique et de l’asthénosphère.
Réaliser un schéma d’une zone de subduction, légendé, en couleur sur feuille blanche.
EVALUATIONS POSSIBLES
Utilisation du logiciel Sismolog. Bilan complet
COMMENTAIRES
Un isotherme est une ligne le long de laquelle la température est constante.
Conclusion du thème 1-B http://svt.ac-rouen.fr/tice/rift/rift4.htm

Les caractéristiques thermiques des zones de subduction
La tomographie sismique peut être comparée à la tomodensitométrie utilisée en médecine
(Scanner) :
L'étude des ondes sismiques traversant les structures internes, à partir d'un grand nombre de
trajectoires, permet après des calculs complexes de reconstituer des coupes des zones traversées.
Dans le cas du globe, la vitesse des ondes sismiques est modifiée en fonction de la densité, de la
température et de la fluidité des matériaux traversés. Les matériaux plus chauds (et plus fluides)
ralentissent les ondes (=> valeurs négatives par rapport à la moyenne), alors que les matériaux plus
froids (moins fluides) les accélèrent (valeurs supérieures à la moyenne) => échelle de couleurs
"Perturbations".

Rappel pour prof :
BO : chap 2
Le concept de lithosphère et d’asthénosphère
Au voisinage des fosses océaniques, la distribution
spatiale des foyers des séismes en fonction de leur
profondeur s’établit selon un plan incliné.
Les différences de vitesse des ondes sismiques qui se
propagent le long de ce plan, par rapport à celles qui
s’en écartent, permettent de distinguer : la lithosphère
de l’asthénosphère.
L’interprétation de ces données sismiques permet
ainsi de montrer que la lithosphère s’enfonce dans le
manteau au niveau des fosses dites de subduction.
La limite inférieure de la lithosphère correspond
généralement à l’isotherme 1300° C.
Objectifs et mots clés. Distinction claire des notions de
: lithosphère, asthénosphère, croûte, manteau,
subduction.