Progression

Chap2 partie I 1ere S
DE LA DERIVE DES CONTINENTS A L’EXPANSION OCEANIQUE
Restitution des acquis
Faute de connaissances suffisantes sur la structure et le fonctionnement de la planète, la théorie de la dérive des continents est
abandonnée à la fin des années 1920
Problème :
Comment l’hypothèse de la mobilité des continents a-t-elle été relancée puis validée ?
I-
L’expansion océanique :
TP1 Hypothèse de l’expansion océanique
L’EXPANSION OCEANIQUE
Au-delà de la connaissance des roches, de la croûte océanique, les campagnes océanographique des années 1950-1960 ont
fourni des données qui ont relancé l’hypothèse de la mobilité des continents.
Problème :
Comment l’hypothèse de la mobilité des continents a-t-elle été relancée dans les années 1950- 1960 ?
Objectifs :savoir tirer des informations de documents, savoir utiliser un logiciel, savoir comparer, savoir raisonner, savoir
identifier à partir de modèles analogiques.
Activité 1 chap 2 1ere S :L’hypothèse de l’expansion océanique :
Saisir des informations, les mettre en relation
Raisonner
Dans les océans le flux de chaleur est nettement supérieur à la valeur moyenne près des dorsales, plus faible à l’endroit des fosses
océaniques.
La convection mantellique permet à partir de 1960 d’envisager l’existence de remontées chaudes sous les dorsales et des descentes de
matériau refroidi à l’aplomb des fosses.
Dans ce modèle, les continents s’écartent par suite de l’expansion du plancher océanique.
Pb : Comment les mesures du champ magnétique ont-elles contribuées à accepter l’idée de l’expansion des fonds des océans ?
Activité 2 chap 2 1ere S : Le magnétisme des roches magmatiques :
Relever des informations, restitution des données, savoir communiquer
TP 2
Le magnétisme
L’hypothèse de l’expansion océanique est formulée en 1962. Le débat sur la mobilité des continents est alors relancé.
L’étude des propriétés magnétiques des roches magmatiques de la croute océanique va contribuer à la validation de l’hypothèse.
Pb :
Quelles sont les propriétés des roches magmatiques ?
Comment l’étude des inversions magnétiques a-t-elle permis de confirmer l’expansion océanique ?
Objectifs : savoir tirer des informations de documents, savoir s’informer, savoir comparer des données actuelles et passées, savoir calculer
une vitesse d’expansion
Lors de leur refroidissement, les basaltes acquièrent une aimantation qui est à l’origine du champ magnétique propre de même direction
et de même sens que le champ magnétique terrestre ambiant.
Au début du XXème s , l’étude du champ magnétique enregistré dans les basaltes d’âges variés prouve que le sens du champ
magnétique terrestre s’est régulièrement inversé au cours des temps géologiques.
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Pb : Comment le paléomagnétisme a-t-il permit de confirmer l’expansion océanique ?
Activité 3 chap 2 1ere S : La confirmation de l’expansion océanique :
Mettre en relation des données, raisonner, adopter une démarche explicative
Dans les années 1950 l’existence des anomalies magnétiques fut découverte. Anomalies qui sont disposées en bandes parallèles et
symétriques par rapport à l’axe des dorsales océaniques.
En 1963 on montre que ces anomalies sont une projection sur le fond des océans de l’échelle des inversions terrestre.
- Le champ magnétique mesuré au dessus des océans est la somme du champ magnétique terrestre actuel et du champ
magnétique « normal » ou « inverse » mémorisé par les basaltes au moment de leur refroidissement.
- Les basaltes se mettent en place à l’axe des dorsale puis s’en écarte ensuite
L’hypothèse de l’expansion océanique est ainsi validée.
Pb : Comment démontrer la séparation entre la lithosphère et l’asthénosphère ?
II- Le concept de lithosphère et d’asthénosphère :
TP3 la distinction entre la lithosphère et l’asthénosphère
Activité 4 chap 2 1ere S : L’étude des séismes au niveau des fosses :
Restituer des connaissances vues en TP, mettre en relation des informations
Quand l’hypothèse de l’expansion océanique est formulée en 1960, plusieurs arguments suggèrent que la croute océanique retourne
dans le manteau au niveau des fosses océaniques :
- Les fosses océaniques sont le siège d’une importante activité sismique
- Les foyers de ces séismes sont localisés jusqu’a -700Km de profondeur
- Les profondeurs des foyers sismiques augmentent avec la distance à la fosse. Ces foyers sont répartis selon un plan incliné : le
plan wadati-Benioff.
Cette répartition des séismes suggèrent qu’un matériel rigide s’enfonce dans le manteau plus ductile.
Pb : comment distinguer la lithosphère de l’asthénosphère ?
Activité 5 chap 2 1ere S : Lithosphère et asthénosphère :
Raisonner en adoptant une démarche explicative correcte
On s’aperçoit au milieu des années 1960 que les ondes sismiques se propagent plus rapidement le long du plan de Benioff que dans le
manteau environnant. Or on sait que la vitesse des ondes sismiques augmente quand la température du matériau traversé diminue.
Ceci suggère qu’un matériau rigide et froid plonge dans le manteau en suivant le plan de Wadati Benioff. Ce matériau est la lithosphère
océanique épaisse de 100 Km. Cet enfoncement de la lithosphère océanique rigide froide dans l’asthénosphère ductile chaude est appelé
la subduction.
La lithosphère est limitée à sa base par l’isotherme 1300°C. Au-delà de cette température, les roches du manteau ont un comportement
ductile, elles se déforment.
Pb : comment le modèle d’une terre découpée en plaques rigides fut-il présenté ?
III- Le modèle : Une lithosphère découpée en plaques rigides :
Activité 6 chap 2 1ere S : Etude des dorsales océaniques :
Saisir des informations, les mettre en relation, savoir communiquer
Les failles transformantes sont perpendiculaires au segment des dorsales qu’elles relient ; leur sismicité conforte l’idée d’un mouvement
par coulissage
La géométrie de ces failles permet de proposer un modèle global en plaques rigides animées de rotations les unes par rapport aux autres
pour décrire des mouvements lithosphériques. C’est le modèle de la tectonique des plaques.
Les mouvements de divergence aux dorsales, de décrochements le long des failles transformantes et de convergence au niveau des zones
de subduction montrent que les plaques sont bien limitées par des zones actives.
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Pb : Quels sont les apports du volcanisme de point chaud dans la tectonique des plaques ?
Activité 7 chap 2 1ere S : Le volcanisme de point chaud :
Relever des données, communiquer à l’écrit ou à l’oral
Les alignements volcaniques situés en domaine océanique ou continentale en dehors des frontières de plaques, correspondent aux traces
du déplacement des plaques lithosphériques au dessus de point chauds supposés fixes, dans le manteau.
Pb : Comment a-t-on renforcé le modèle de la tectonique des plaques ?
IV- Le renforcement du modèle :
Activité 8 chap 2 1ere S : Etude des sédiments du plancher océanique :
Mettre en relation des données, adopter une démarche explicative
TP3 La distinction entre lithosphère et asthénosphère
La mobilité horizontale des continents est acceptée. Si la croute océanique se forme au niveau des dorsales, il y a disparition au niveau des
fosses océaniques.
Problème :
Comment les données sismologiques permettent –elles de confirmer le mouvement du plancher océanique ?
Comment à partir de l’étude des zones de subductions a-t-on pu mettre en évidence la distinction entre lithosphère et asthénosphère ?
Objectifs : savoir saisir des informations, savoir raisonner, savoir utiliser un logiciel, savoir appliquer une démarche explicative.
Comprendre comment fut mise en évidence la distinction entre lithosphère et asthénosphère.
Les forages profonds dans les sédiments océaniques marins ont confirmé l’existence d’une expansion des fonds océaniques. Ils ont
permis de dater le plancher basaltique situé sous les sédiments les plus profonds.
Plus on s’éloigne de la dorsale plus la croute océanique vieillit, ce qui permet de calculer également des vitesses d’expansion.
Pb : comment observer en direct le déplacement des plaques ?
Activité 9 chap 2 1ere S : L’observation directe du mouvement des plaques :
TP4 chap2 1ere S
La surface terrestre est découpée en de nombreuses plaques lithosphériques. La mobilité de la lithosphère n’a pas été
démontrée uniquement grâce aux données du paléomagnétisme, il est possible de mesurer directement le déplacement des
plaques grâce aux données GPS.
Objectif : savoir s’informer, savoir utiliser un logiciel de simulation, savoir tirer des informations d’un document, savoir raisonner.
Problème : Comment évaluer la direction et la vitesse du déplacement des plaques dans le passé ?
Depuis la fin du XXème s. on peut quantifier le déplacement des plaques lithosphériques grâce au GPS.
Cette technique utilise les satellites pour positionner au millimètre près des stations réparties sur l’ensemble de la planète. On peut ainsi
mesurer les vitesses de déplacement des plaques sur quelques années.
Pb : comment expliquer le renouvellement de la lithosphère ?
V- Evolution du modèle : le renouvellement de la lithosphère océanique :
Devoir maison
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Activité 10 chap 2 1ere S La dynamique de la lithosphère élucidée :
Les données tomographiques sont des données essentielles pour argumenter d’une dynamique de la lithosphère. Cette dernière est créée
au niveau des dorsales à partir de matériau chaud induisant, jusqu’à 200 km de profondeur, une très forte anomalie négative de la vitesse
des ondes sismiques. La lithosphère disparaît dans le manteau au niveau des zones de subduction, caractérisées en profondeur par une
accélération de la vitesse des ondes.
Actuellement, la tomographie sismique est un outil indispensable pour identifier les mouvements de matière dans le manteau à l’origine
de la dynamique et du renouvellement de la lithosphère océanique.
Pb : comment expliquer l’origine de la lithosphère ?
Activité 11 chap 2 1ere S : L’origine de la lithosphère élucidée :
La réponse au problème posé nécessite de faire une synthèse des différentes informations apprises. Ainsi, la divergence des plaques de
part et d’autre de la dorsale entraîne un amincissement de la lithosphère et une remontée locale des péridotites asthénosphériques qui
subissent donc une baisse de pression sans quasi diminution de température (références aux images de flux géothermique et de
tomographie sismique à l’aplomb des dorsales). Ces conditions sont à l’origine de la fusion partielle de la péridotite et de la production
d’un liquide magmatique de composition chimique différente de la roche source. Moins dense, ce liquide s’élève et s’accumule dans une
chambre magmatique. La cristallisation lente en profondeur produit des gabbros alors que l’injection de magma vers la surface produit des
basaltes. Enfin, la péridotite résiduelle constitue la base de cette lithosphère nouvellement formée.
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