Question : Quelles sont les principales caractéristiques des séismes

Cours de 4ème
I Séismes et Volcanisme
LA TERRE CHANGE EN SURFACE :
EFFETS DE L’ACTIVITE INTERNE DU GLOBE
A. LES SEISMES
A-1. Les caractéristiques d’un séisme
A-2. La localisation des zones sismiques.
A-3. L’enregistrement des séismes
A-4. L’origine des séismes
B. LES ERUPTIONS VOLCANIQUES
B-1. Les manifestations du volcanisme ; unité, diversité
B-2. Verre et phénocristaux issus du refroidissement des laves
B-3. Les magmas et leur implication dans la formation des volcans
B-4. La répartition des volcans du monde
B-5. Les preuves d’un volcanisme passé
C. LES RISQUES SISMIQUES ET VOLCANIQUES
Q : Quelles sont les manifestations de l’activité interne du globe qui sont susceptibles de
modifier les paysages ?
A. LES SEISMES
Q : Quelles sont les principales manifestations visibles des séismes ?
A-1. Les caractéristiques d’un séisme
Activité A1 : caractéristiques du séisme de Kobé
OC : Un séisme est un tremblement du sol pouvant provoquer des destructions et des victimes
en zone habitée, et des modifications du paysage ailleurs.
Généralement, la première secousse est suivie de secousses de moindre intensité appelées
répliques.
Q : Qu’est-ce qu’un épicentre et comment se matérialise-t-il ?
Activité A2 : Localisation de l’épicentre
OC : L’épicentre est la zone, en surface, où les secousses et les destructions sont les plus
importantes.
Enumération des derniers gros séismes : El Asnam (Algérie) 1980, Mexico 1985, Spitak
(Arménie) 1988, Loma Pietra (Californie) 1989, Kobé 1995, Assise 1997…
Certaines régions du monde semblent plus affectées que d’autres…
Q : Où sont les zones sismiques ?
A-2. La localisation des zones sismiques.
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Activité A3 : localisation des séismes les plus importants
(hatier p64-65)
-Question 1p65 dans le cahier, corrigée oralement
OC : Les séismes sont particulièrement fréquents le long des dorsales océaniques, dans les
chaînes de montagnes, à l’aplomb des fosses océaniques.
Ailleurs, ils sont rares ou absents.
Q : Que faire quand on vit dans ces régions ?
Lire p67 du manuel (à la maison)
-L’échelle MSK est-elle utilisable pour tous ces séismes ? Pourquoi ?
Pb : Si ce n’est pas le cas, comment peut-on connaître certains séismes, en particulier ceux
qui ont lieu sous l’eau ?
Il faut des appareils d’enregistrement
A-3. L’enregistrement des séismes
Q : Comment réalise-t-on un enregistrement de séisme ?
Activité A4 : Principe du sismographe
Lire hatier 9p62
-Lequel de ces trois appareils enregistre les mouvements verticaux du sol ?
-Pourquoi est-il nécessaire de placer plusieurs sismographes dans une station
d’enregistrement ?
Questions et réponses dans le cahier, correction orale.
Observation d’un sismogramme réel : 4 tours par heure, enregistrement jour par jour…
OC : Les mouvements de surface peuvent être enregistrés par des sismographes.
Q : Comment exploite-t-on ces enregistrements ?
Comment une vibration partie d’un foyer localisé peut-elle être détectée ailleurs dans le
monde ?
Activité A5 : Les ondes sismiques et leur enregistrement
OC : A partir du foyer, les vibrations causées par le séisme se propagent très loin et dans
toutes les directions sous forme d’ondes sismiques très rapides.
Activité A6 : Comparaison avec l’onde propagée dans l’eau d’un cristallisoir sur le
rétroprojecteur
Discussion : limites du modèle ?
A la maison : Lire 13p63
Définition : La magnitude est la grandeur qui permet de mesurer l’énergie libérée par un
séisme.
Elle est calculée à partir de l’amplitude des vibrations mesurées sur plusieurs sismogrammes
et s’inscrit dans l’échelle de Richter.
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Q : Qu’est-ce qui provoque un séisme ? Le déclenchement d’un séisme est-il prévisible ?
A-4. L’origine des séismes
Activité A7 : Flexion de spaghetti jusqu’à la rupture
ou activité avec bougie +/- ramollie
Comparaison avec le schéma 6p61 (à droite) et avec la situation de certaines régions du
monde.
OC : Des forces s’exerçant en permanence sur les roches finissent par provoquer leur rupture
soudaine. Il est impossible de prévoir quand la rupture (donc le séisme) aura lieu.
Activité A8 : construire le bloc diagramme d’un séisme
schéma bilan p69 (hatier)
S’il reste du temps (Activité A9 : commenter une vidéo muette avec les connaissances
acquises au cours du chapitre)
Q : Quels sont les autres phénomènes géologiques d’origine interne provoquant des
modifications rapides du paysage ?
B. LES ERUPTIONS VOLCANIQUES
Vidéo : l’éruption explosive du Mont Saint Helen (planète vivante n°1)
l’éruption effusive du Piton de la Fournaise
Q : comment se manifestent les éruptions volcaniques ?
B-1. Les manifestations du volcanisme ; unité, diversité
Activité B1 : Questionnaire « Comparaison éruption effusive/explosive »
Observation des mêmes séquences vidéo sans le son, au cours desquelles sont données les
réponses du tableau.
Auto-correction à la maison, en regardant dans le manuel hatier pp74 à 77
OC : Les manifestations volcaniques sont des émissions de lave et de gaz, des explosions
projetant des matériaux solides fragmentés.
La plus ou moins grande fluidité des laves détermine le type d’éruption (explosive ou
effusive)
Q : comment expliquer cette différence de fluidité ?
Pour y répondre, il va falloir étudier les roches issues du refroidissement de la lave.
Activité B2 : observation d’échantillon de basalte
Observation de lame mince de basalte au microscope polarisant
Colonne de gauche du tableau comparatif à remplir
Finir la comparaison basalte/andésite à la maison en s’aidant du manuel hatier p78
Précision : l’olivine, le feldspath sont des minéraux de composition donnée.
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Ces minéraux sont organisés en cristaux d’olivine ou de feldspath dans la roche, c’est à dire
que les atomes y sont disposés en un ordre précis.
Correction du tableau ramassé
OC : La fluidité des laves, donc le type d’éruption, dépend de la composition des magmas.
Q : quelle est la différence entre le magma et la lave ?
Rappel des images de la vidéo : le dégazage du magma donne les laves + les gaz
Q : comment expliquer les différences de tailles des minéraux dans les roches observées ?
B-2. Verre et phénocristaux issus du refroidissement des laves
Activité B3 : comparaison de deux lames minces de basalte
Observation de deux lames minces de basalte (hatier doc12p78 et 15p79)
1- Quelles sont les différences observées ?
Situer dans une coupe de coulée la position des deux échantillons
2- Quel est le facteur qui change entre ces deux positions ?
3- Proposer une hypothèse expliquant ces différences.
On ne peut pas travailler sur des roches en fusion. Pour remplacer, on utilise un modèle
analogique : la vanilline
Activité B4 : Utilisation du modèle « vanilline » pour montrer l’influence de la vitesse de
refroidissement sur la taille des minéraux.
OC : Le refroidissement par étapes de la lave conduit à sa solidification sous forme de phénocristaux pris dans une pâte vitreuse : on parle de texture microlitique.
La structure de la roche conserve la trace des conditions du refroidissement
Une roche à petits cristaux indique un refroidissement rapide du magma (les cristaux n’ont
pas eu le temps de grossir) ; à l’inverse, une roche à gros phénocristaux indique une remontée
lente et un refroidissement lent du magma.
Q : Quels sont les mécanismes intervenant dans les éruptions volcaniques ?
B-3. Les magmas et leur implication dans la formation des volcans
Q : D’où provient le magma ?
Activité B5 : « comment se forment les magmas »
hatier p93
Q : Dans ces conditions, comment du magma peut-il se former ?
Explication des anomalies de température, de pression et d’hydratation
OC : Un magma est un liquide issu de la fusion localisée d’un volume restreint de roche, à
plusieurs kilomètres de profondeur.
Activité B6 : construction du schéma de fonctionnement d’un volcan
hatier p101
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OC : Au cours de sa remontée, le magma séjourne dans des chambres magmatiques où les
minéraux peuvent débuter leur cristallisation.
Pour la prochaine fois, apporter du papier calque
Introduire l’activité B9 à rapporter au retour des vacances
Q : on parle de « Volcans d’Auvergne » ; pourtant, on ne les voit pas en éruption ; comment
peut-on être sûr que ce sont d’anciens volcans ?
Q : Comme les séismes, les volcans ne semblent pas répartis au hasard dans le monde ; où
sont les zones volcaniques ?
B-4. La répartition des volcans du monde
Activité B7 : Calquer la carte des volcans sur celle des séismes
(pb des points chauds)
OC : Les volcans actifs sont répartis de façon irrégulière à la surface du globe, sur les
continents et dans les océans.
Sur les continents, les édifices volcaniques sont souvent associés en alignements (Ceinture de
Feu du Pacifique, zones de fractures).
Q : Comment connaître plus précisément les volcans du fond des océans ?
Activité B8 : mise en place du plancher océanique
hatier p96. Comparer les photos aux images du film
1. Comment se forment ces structures « en oreiller » ? Réaliser une coupe légendée de ces
structures.
2. Quelles autres observations ont permis de confirmer l’origine volcanique de ces paysages
sous-marins ?
3. Quand a-t-on découvert le rôle joué par les dorsales ?
OC : Dans la partie axiale des dorsales, le fond des océans présente des fissures le long
desquelles est émis du basalte.
B-5. Les preuves d’un volcanisme passé
Activité B9 : recherche des preuves d’un volcanisme passé en Auvergne
Correction du travail fait pendant les vacances et rapporté aujourd’hui.
OC : L’existence de roches ou d’édifices volcaniques anciens atteste une activité volcanique
dans le passé.
Q : Les premiers hommes d’Auvergne ont subi les éruptions des derniers volcans ;
aujourd’hui, une grande partie de l’humanité vit dans des zones volcaniques et/ou sismiques ;
comment font-ils pour se protéger ?
C. LES RISQUES SISMIQUES ET VOLCANIQUES
Activité C1 : tableau comparatif risque sismique / risque volcanique
Remplir le tableau à partir des informations du cours et du manuel
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OC : L’activité de la planète engendre des risques pour l’Homme.
Définition : Un risque géologique est défini par l’évaluation du danger lié aux phénomènes
géologiques et de la probabilité de survenue de ces phénomènes (séismes, volcanisme,
glissements de terrain)
Pour se prémunir contre ces risques, l’Homme se préoccupe de :
-détecter les zones à risque par l’étude des phénomènes en cause ;
-prévenir ces risques (surveillance scientifique des zones à risque, constructions adaptées,
éducation des populations).
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