TP 9 L`expansion océanique

TP 9 Thème 1 Partie B
TP 9 L’expansion océanique
Objectifs méthodologiques
Comprendre comment la convergence des observations
océanographiques avec les mesures de flux thermique a permis
d’avancer l’hypothèse d’une expansion océanique réactualisant l’idée
d’une dérive des continents.
Comprendre comment la corrélation entre les anomalies
magnétiques découvertes sur le plancher océanique et la
connaissance plus ancienne de l’existence d’inversion des pôles
magnétiques confirma l’hypothèse de l’expansion océanique.
Calculer des taux d’expansion.
Objectifs notionnels
Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du
flux thermique permettent d’imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau
remontant à l’axe des dorsales, conséquence d’une convection profonde.
La mise en évidence de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des
dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d’inversion des pôles magnétiques
(connus depuis le début du siècle), permet d’éprouver cette hypothèse et de calculer des
vitesses d’expansion.
Les campagnes océaniques des années 1950-1960 ont fourni des données qui ont permis de relancer la théorie de la mobilité des continents.
Quels nouveaux éléments ont permis de réactualiser la théorie de Wegener ?
Activité 1- Emergence du modèle d’expansion du plancher océanique par l’étude de la topographie océanique et des variations des flux thermiques (p
96 et 97)
C'est durant la deuxième guerre mondiale qu'ont commencé les relevés systématiques de la topographie des océans, principalement par la méthode du sonar à partir de bateaux
sondeurs. Le sonar détermine la profondeur d'eau en mesurant le temps nécessaire de l'aller-retour d'une onde sonore entre le bateau et le fond marin. La vitesse du son dans
l'eau marine est de 1500 m/sec.; la profondeur d'eau est donc égale à la moitié de 1500 x le temps (en sec.) de l'aller-retour de l'onde.
Mais l'exploration océanique ne s'est pas limitée au relevé de la topographie. Ainsi, les campagnes de forages sur les fonds océaniques menées par la communauté
internationale a permis d'accumuler des connaissances inestimables sur la croûte océanique et sa couverture sédimentaire. Un avancement technologique important, au début
des années 1970, a fait progresser énormément nos connaissances des fonds océaniques. Il s'agit de la mise au point de petits submersibles habités par deux ou trois hommes
seulement et capables d'explorer de façon autonome des profondeurs allant jusqu'à 6000 mètres. Pour ne nommer que les plus connus, il y a eu, parmi les premiers, la Cyana
française au début des années 1970, capable d'atteindre les 3000 mètres de profondeur, le Pisces canadien (2000 m), puis l'Alvin américain (4500 m); aujourd'hui, on
compte sur le Nautile français et le Sea Cliff américain qui vont jusqu'à 6000 m de fond. Ces appareils sont facilement manœuvrables et peuvent être positionnés avec une
précision de 10 à 20 mètres; ils sont munis de bras permettant de recueillir des échantillons et d'un système de caméra vidéo qui enregistre tout ce qu'il voit. Une limite
importante pour celui qui rêve d'explorer les fonds océaniques: il ne faut pas être claustrophobe; l'habitacle est une sphère de 2 mètres de diamètre, pour loger 2 ou 3 personnes.
1.
2.
Enoncer les structures topographiques océaniques découvertes par échosondage.
Légender le schéma des structures topographiques océaniques avec les termes suivants : talus continental, plaine abyssale, dorsale océanique, fosse
océanique, volcan isolé de point chaud, plateau continental.
0 km
3
6
4
2
1
5 km
5
10 km
Schéma de la géomorphologie des fonds océaniques
3. Enoncer les zones océaniques à fort flux thermique.
4. Elaborer une explication à l’expansion océanique après avoir rappelé les roches présentes dans la croûte océanique.
5. Réaliser une manipulation qui mette en évidence des mouvements de convection.
Matériel proposé : bougie, bécher de 250 mL, huile ou glycérine, colorant (poudre de craie), portique.
Activité 2 : Confirmation du modèle de l’expansion océanique par l’étude du paléomagnétisme et des inversions magnétiques terrestres
(p 98, 99, 100, 101)
http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s1/magnetisme.terr.html
On assimile la Terre à un aimant géant produisant un champ magnétique qui la protège des vents solaires.
1
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6.
Visualiser le champ magnétique créé par un aimant en utilisant de la limaille de fer. Le schématiser.
Schéma du champ magnétique terrestre normal et inverse
Ce champ magnétique terrestre peut varier au cours du temps. Il est dit :
normal quand il est orienté dans le sens actuel
inverse quand il est orienté en sens inverse
Le champ magnétique terrestre ne connait que ces deux états, le changement étant instantané à l’échelle des temps géologiques. En présence
d’un champ magnétique, certains corps ferromagnétiques peuvent acquérir une aimantation due au champ magnétique de l’époque et en
garder la mémoire : c’est l’aimantation rémanente. Cette aimantation est acquise lors du refroidissement à l’état solide : elle est de 770°C
pour le fer. Ces corps ferromagnétiques peuvent perturber le champ magnétique actuel et créer des anomalies magnétiques positives ou
négatives.
7.
8.
9.
10.
Mesurer le champ magnétique (en mT, milliTesla) avec un teslamètre sans aimant, avec aimant, avec aimant en sens inversé.
Observer l’action du basalte sur une boussole.
Expliquer la présence de bandes d’anomalies magnétiques des fonds océaniques parallèles et symétriques par rapport à la dorsale.
Calculer la vitesse d’expansion océanique de l’Océan Atlantique en cm /an à partir de l’analyse des données des anomalies
magnétiques enregistrées au fond de l’océan atlantique Ouest à partir de la dorsale.
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