14-TS-eva bac blanc2 cor

Evaluation des Sciences de la Vie et de la Terre-Terminales S
Bac Blanc Samedi 8 mai 2014- 3H 30
Thème 1B- Le domaine continental et sa dynamique
ère
1 PARTIE : Mobilisation des connaissances (8 points).
Formations des croûtes continentales et océaniques
À l'aide du document et de vos connaissances, comparez la formation de la croûte continentale avec celle de
la croûte océanique. Vous vous intéresserez d'une part à l'origine des magmas et d'autre part à la mise en
place des roches magmatiques dans les deux types de croûte.
Votre exposé devra être structuré. La conclusion prendra la forme d'un schéma comparatif à réaliser dans le
document fourni
Méthodologie : extrait fiche méthode http://svt.cpf.edu.lb/mapage13/index.html#ROC
Synthèse:
Une synthèse est une activité mentale qui consiste à regrouper divers éléments (ou parties) concernant un thème (voire deux thèmes) et à les
structurer en un tout cohérent.
Critères de notation
Question clairement énoncée et respectée
Problématique posée par le sujet comprise
Les éléments scientifiques : pertinents, complets issus des
connaissances scientifiques acquises et / ou du document
Une mise en œuvre scientifique cohérente et apparente
Indicateurs (éléments de correction)
• Le sujet est clairement présenté et compris
Connaissances nécessaires.
Intégration et mises en relations des connaissances :
• problématique clairement posée et résolution annoncée.
• Propos organisé sous la forme d’un argumentaire mêlant faits et idées.
(appuyé sur des expérimentations, des observations, des présentations
expérimentales pouvant conduire à une interprétation qui fait avancer le
raisonnement)
• Intégration de schémas complémentaires du texte, apportant synthèse ou
précisions.
Connaissances exigibles : Thème 1 B 1ère S et TS : magmatisme
http://svt.cpf.edu.lb/mapage41/index.html
http://svt.cpf.edu.lb/mapage26/index.html
Origine des magmas :
- Croute océanique : remonté par convection, manteau, fusion partielle de la péridotite par décompression,
- Croute continentale : fusion partielle hydratée de la péridotite du manteau sus jacent à la plaque
océanique plongeante, eau provient de la déshydratation en profondeur de la croute océanique subduite.
Mise en place des roches :
- Croute océanique : cristallisation fractionnée, cristallisation lente en profondeur des filons de gabbro
rapide au sommet des dorsale : basalte
- Croute continentale : cristallisation lente : formation des granites, cristallisation rapide, rhyolite et
andésite lors d’éruptions volcaniques explosives
roches holocristallines, granite et gabbro holocristallines, refroidissement lent en profondeur
roches microlithiques ; rhyolite et basaltes, refroidissement rapide en surface, volcanisme.
Barème :
Synthèse pertinente
(effort de mise en relation,
d'articulation, des connaissances)
Éléments
suffisants
scientifiques
Synthèse maladroite ou partielle
(peu de mise en relation, d'articulation
des connaissances)
Éléments
insuffisants
Aucune synthèse
scientifiques
Rédaction et/ou schématisation correcte(s)
8
Rédaction et/ou schématisation maladroite (s)
7
Rédaction et/ou schématisation correcte(s)
6
Rédaction et/ou schématisation maladroite (s)
5
Rédaction et/ou schématisation correcte(s)
4
Rédaction et/ou schématisation maladroite (s)
3
Rédaction et/ou schématisation correcte(s)
2
Rédaction et/ou schématisation maladroite (s)
1
Pas d’éléments scientifiques (connaissances) répondant à la question traitée
0
1
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TITRE : Formations des croûtes continentales et océaniques
La Terre est composée d’enveloppes sphériques, concentrique. En surface, la sphère la moins épaisse : l’écorce. En
perpétuel mouvement et renouvellement elle est composée :
- d’une croute océanique peu épaisse, en moyenne 7 Km, dense (3), majoritairement composée de gabbro :
- d’une croute continentale épaisse, en moyenne 35 Km et moins dense (2.7), majoritairement composée de granite.
Essentiellement composées de roches magmatiques, les croutes se forment par cristallisation d’un magma venu
du manteau.
Comment expliquer leur différence ?
Question clairement énoncée et respectée
Problématique posée par le sujet comprise, on montrer dès l’introduction qu’il s’agit bien d’une comparaison.
L’écorce terrestre est majoritairement composée de roches magmatiques issues de la cristallisation d’un magma venu
du manteau donc de la fusion partielle de la péridotite. Les compositions minéralogiques et donc chimiques des
roches majoritaires des deux croutes sont pourtant différentes. En effet, le gabbro est composé de pyroxène et
feldspath orthose alors que le granite est majoritairement composé de mica et de quartz. Ces différences de
compositions minéralogiques entre le granite et le gabbro témoignent des différences dans la composition chimique
du magma et par conséquent dans les conditions de sa formation.
Le magma à l’origine des gabbros provient de la fusion partielle de la péridotite du manteau. La zone de fusion
partielle se situe à environ 20 Km de profondeur sous les dorsales (document). Les conditions de fusion partielle sont
réunies. En effet, l’énergie thermique emmagasinée dans le manteau est libérée sous forme de mouvements de
matière : les mouvements de convection. Les flux thermiques mesurés en surfaces montrent nettement que les
dorsales sont situées à la verticale d’un mouvement ascendant : la péridotite chaude monte. Aux alentours de 20 Km
de profondeur les conditions de pression deviennent suffisamment basses pour que la péridotite fond partiellement.
Le magma remonte dans la croute et est brassé dans une chambre magmatique située à 5 Km de la surface.
Le magma à l’origine de la croute océanique a donc pour origine la fusion partielle de la péridotite du manteau par
décompression à 20 Km de profondeur (Figure 1).
Au contraire, le magmatisme à l’origine de la croute continentale se situent dans des zones de convection
descendantes. La lithosphère océanique hydratée et refroidie, plus dense que la lithosphère continentale plonge. Les
flux thermiques sont faibles au niveau des fosses océaniques. Le magmatisme mesurable par l’anomalie thermique
positive observée au niveau des arcs insulaires volcaniques ou des volcans des Andes a donc une autre origine. Lien
entre les deux magmatismes= comparaison = synthèse
L’augmentation de la pression sur les roches de la lithosphère océanique plongeante provoque autour de 100 Km sa
déshydratation. La vapeur d’eau hydrate alors la péridotite du manteau su- jacent. Cette hydratation modifie les
conditions de pression et de température suffisantes à la fusion partielle de péridotite (le solidus hydraté est différent
du solidus sec des dorsales).
Le magma à l’origine de la croute continentale a donc pour origine la fusion hydratée de la péridotite à 100 Km de
profondeur.
Les différences entre les conditions de fusion partielle de la péridotite à l’origine des deux croutes expliquent en partie
les différences minéralogiques. Les roches continentales sont issues d’un magma hydraté contrairement aux
roches de la croute océanique. Lien entre les deux parties. L’andésite, la rhyolite et le basalte sont des roches éruptives,
peu cristallisées. Elles sont issues du refroidissement rapide lorsque le magma arrive en surface. Mais les minéraux,
les magmas et donc les éruptions sont différentes. Le basalte est issu d’un magma généralement fluide, les éruptions
sont effusives (coulées de lave comme en Islande, laves en coussin). Les rhyolites sont issues d’éruptions explosives
(volcans des Andes). La lave est plus visqueuse.
L’étude comparative des minéraux des deux roches plutoniques les gabbros (pyroxènes) et les granites (micas)
permettent d’identifier les différences. Ces roches holocristallines sont issues du refroidissement lent du magma. Le
gabbro se forme par cristallisation lente du magma issu de la fusion partielle et la cristallisation fractionnée de la
péridotite mantellique, sur les bords de la chambre magmatique (5 Km de profondeur (document). Le granite se forme
par cristallisation lente en profondeur dans la croute continentale (30 Km) d’un magma hydraté modifié par l’intrusion
d’éléments fondus lors de sa remonté.
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Schémas comparatifs des magmatismes à l’origine des deux écorces terrestres.
Mode de fonctionnement général d'une dorsale (exemple d'une
dorsale "rapide")
(D'après "Enseigner la Planète Terre, Caron et coll., 3ème édition,
OPHRYS 1995, modifié)
Mode de fonctionnement général d’une zone de subduction
(exemple d’une subduction océan-continent).
LEGENDE :
1. Plongée de la lithosphère océanique hydratée.
2. Hydratation du manteau
80 Km
160 Km
LEGENDE
1. remontée de l'asthénosphère et des liquides de fusion
partielle (magma)
2. injection rythmique de magma
3. fluage latéral du manteau résiduel
4. brassage du magma par convection
5. cristallisation lente
6. injection de magma dans le toit
7. épanchement de basaltes
(*) roches voisines des basaltes
3.
4.
5.
6.
Fusion hydratée de la péridotite
Cristallisation lente des plutons granitiques
Remonté lente d’un magma visqueux, accumulation de
gaz
Eruptions explosives
3
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Thème 1A- Génétique et Evolution
ème
2
PARTIE- Ex 1 - Pratique d'un raisonnement scientifique dans le cadre d'un problème donné
(3 pts).
Historiquement, Georges Cuvier (1769-1832) a défini ainsi l'espèce : « L'espèce est la collection de tous les individus
issus de parents communs et de tous ceux qui leur ressemblent autant qu'ils se ressemblent entre eux ».
En utilisant cette définition et les documents ci-dessous, citez deux arguments en faveur de l'appartenance
de ces deux tritons à la même espèce et deux arguments qui permettent d'en douter.
D’après Cuvier, une seule espèce :
Arguments en faveur : morphologie= aspect couleur, taches, répartition géographique cohabitation centre ouest de la
France
Mais l’hybridation est souvent stérile.
Arguments en défaveurs : hybrides rares et souvent stériles (tous les mâles), comportement sexuel différent (parades)
et répartitions au sud Triturus cristatus et au nord Triturus marmoratus.
Enoncer le problème dans une phrase d’introduction sans y répondre directement
Comment déterminer l’appartenance de deux populations à la même espèce ?
Il faut pour cela définir la notion d’espèce or celle-ci a beaucoup évolué de cuvier au XVIIème siècle à nos jours.
La définition des naturalistes du XVIIIème siècle (Cuvier) présente l’espèce comme « un ensemble d’individus qui se
ressemblent ». Les deux tritons photographiés dans le document 1a se ressemblent en effet. En effet leurs
morphologies présentent les mêmes adaptations à la vie aquatique. - Saisir précisément dans les documents les informations
(données) qui vous permettent de répondre au sujet. Queue large et crête importante, 5 doigts légèrement palmés, corps effilé
leur permettent de se déplacer facilement sous l’eau. Même stratégie de dissimulation, en effet ils sont gris, tachetés
ou marbrés de noir. D’après le document 1b, ils cohabitent tous les deux dans les zones humides d’une vaste zone au
centre et à l’ouest de la France Saisir précisément. C’est sans doute dans cette vaste zone que les deux populations
s’hybrident parfois pour former des individus issus de parents communs donc répondant la encore à la définition de
Cuvier.
Mais ces hybridations sont rares (Créer un lien entre les documents qui permet de développer l’hypothèse explicative que vous devez
avoir noté au brouillon.) En effet leurs comportements diffèrent. Ils montrent en effet des parades sexuelles différentes.
Si malgré tous ils s’accouplent les hybrides mâles sont fragiles et les femelles de descendance fragile. Le peu de
brassage génétique entre les deux populations montre un isolement génétique, conséquence possible d’un
isolement géographique passé. Créer un lien En effet la répartition des deux populations est malgré la zone de
cohabitation très différente. Les tritons à crête ont principalement colonisé le nord de l’Europe alors que les tritons
marbrés le sud de la France et la péninsule ibérique Saisir précisément.
Finalement les critères d’appartenance à une espèce proposés par Cuvier semblent aujourd’hui insuffisants. Les deux
populations de tritons forment chacune deux espèces suffisamment génétiquement différenciées pour que même en
cohabitant elles ne s’hybrident plus ou difficilement.
Démarche cohérente qui permet de répondre à la
problématique
· Problématique clairement posée
· L’exploitation du document suit une démarche
scientifique rigoureuse
· La conclusion répond à la problématique
Démarche maladroite et/ou réponse à la
problématique partielle ou erronée
Aucune démarche ou démarche incohérente
Tous les éléments scientifiques issus des documents sont présents et
reliés entre eux
3
Les éléments scientifiques issus des documents sont incomplets.
Tous les éléments scientifiques issus des documents sont présents et
reliés le plus souvent entre eux
Même s’ils sont reliés entre eux, seuls quelques éléments
scientifiques issus des documents sont cités.
2
Aucun lien et peu d’éléments scientifiques prélevés.
0
2
1
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Document 1a : Deux tritons présents en Europe : Triturus cristatus et Triturus marmoratus.
Triturus marmoratus (Triton marbré)
Triturus cristatus (Triton à crête)
D'après
http://www.freenatureimages.eu/animals/index.php/Amphibia-Amfibieen-Amphibians/Triturus-cristatus-Warty-Newt/Triturus-cristatus-15Grote-watersalamander-male-Saxifraga-Kees-Marijnissen
Document 1b : Répartition géographique des deux populations de tritons : Triturus cristatus et Triturus
marmoratus.
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Thème 1A- Génétique et Evolution
ème
2
PARTIE - Exercice 2: Exploiter des documents en relation avec les connaissances. Pratiquer une
démarche scientifique (5points).
Le tambalacoque (Calvaria major) est un arbre endémique de l'île Maurice, c'est à dire qu'il n'existe que sur cette île.
En 1973, l'espèce était en voie de disparition : il ne restait en effet que 13 spécimens, tous âgés de 300 ans.
Le professeur américain Stanley Temple défendit l'explication selon laquelle la disparition au XVIIe siècle d'un "gros
dindon" endémique de l'ile Maurice, le dodo (Raphus cucullatus), se nourrissant de graines et de fruits, pouvait être
mise en relation avec celle du tambalacoque. Il émit l'hypothèse que pour germer ces graines devaient transiter par le
système digestif du dodo. Ainsi, l'extinction de cet animal condamnait le tambalacoque à la disparition.
Rechercher des arguments favorables à l'existence d'une relation de dépendance exclusive du tambalacoque
envers le dodo, défendue par Stanley Temple et montrer que cette idée divise la communauté scientifique.
Votre réponse s'appuiera sur l'exploitation du dosser et l'utilisation de connaissances.
L’introduction présente le problème et les pistes que vous avez suivies. Elle doit vous permettre d’organiser les arguments avec un lien logique
qui n’est pas forcément celui des documents dans le sujet.
D’après Temple, la disparition de tambalacoque, plus que 13 spécimens en 1973, serait liée à la disparition 300 ans
plus tôt d’un oiseau, le Dodo. Le chercheur démontre donc la dépendance exclusive des Tambalacoques envers le
Dodo. Mais l’exclusivité de cette relation est contredite par l’observation de germination récente.
Le Tambalacoque, comme la plupart des végétaux subit les contraintes d’une vie fixée. Le professeur Temple
suggère que pour disséminer ses fruits il a eu recours à un seul disséminateur le Dodo. La dépendance entre l’arbre
et l’oiseau seraient le résultat d’une coévolution.
Les premiers explorateurs ont décrit que les Dodos se nourrissaient des fruits et des graines des grands arbres. Les
fruits du Tambalacoque sont juteux et succulents. Cette évolution aurait donc contribué à attirer les Dodos afin qu’ils
servent de nourriture et disséminent leur graines. Comme beaucoup de fruits succulents (les baies) pour que la graine
ne germe pas au pied de l’arbre, elle est protégée par un tégument épais, dur et imperméable (doc.2). L’expérience
de la germination des graines de genévrier montre que le passage des graines dans le tube digestif des merles
multiplie par 3 (de 8 à 24 %) le taux de germination. Les graines de Tambalacoque sont grosses, au minimum 2 cm.
Seul un animal de grande taille peut les avaler. Le dodo avait un estomac puissant qui devait permettre l’abrasion des
graines et augmenter le taux de germination.
Comme 99% des fruits endémiques (doc.3), les Tambalacoques ont donc peut-être évolué pendant des milliers
d’années avec les Dodos afin que leur dissémination soit assurée à travers les estomacs puissants de ces gros
oiseaux.
Cette relation de dépendance a sans doute été importante, en effet les Tambalacoques avaient pratiquement disparu
en 1973, 13 spécimens seulement disséminés il y 300 ans, à une époque où vivait encore de dodos. Mais la
découverte de jeunes plants âgés de moins de 75 ans (doc.4) montre qu’elle n’est pas exclusive. Le Tambalacoque a
sans doute trouvé un autre disséminateur, peut-être introduit récemment.
Le Tambalacoque est un arbre, cet organisme fixé dépend des animaux (de leur tube digestif) pour disséminer ses
graines. Ses fruits gros et succulents aux graines dures et au tégument épais apparaissent parfaitement adaptés à
l’alimentation supposée du Dodo. Ils pourraient parfaitement est le résultat de la coévolution de l’arbre et de l’oiseau.
La survie du Tambalacoque à la disparition des Dodos montre que si cette coévolution a réellement existée, elle n’a
pas abouti à une relation exclusive.
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Démarche cohérente qui permet de
répondre à la problématique
Tous les éléments scientifiques issus des documents et des
connaissances sont présents et bien mis en relation.
 Problématique
 Démarche choisie répondant à la
problématique
 Texte cohérent (structuré par des Les éléments scientifiques issus des documents et des
connecteurs logiques)
connaissances, sont bien choisis et bien mis en relation mais
 Texte soigné (orthographe, syntaxe…),
 Argumentation basée sur les éléments incomplets.
scientifiques issus des documents et des
connaissances bien mis en relation ;
 Production conforme à la consigne
(article, compte rendu…)
5
4
Des éléments scientifiques issus des documents et des
connaissances
bien choisis mais incomplets et
insuffisamment mis en relation.
3
Non-respect d’un ou plusieurs critères cidessus
Démarche maladroite et réponse
partielle à la problématique
Des éléments scientifiques issus des documents et des
connaissances
bien
choisis
mais
incomplets
et
insuffisamment mis en relation.
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Aucune démarche ou démarche
incohérente
Quelques éléments scientifiques pertinents issus des
documents et/ou des connaissances sans mise en relation.
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Disparition des dodos
Documents de référence Source : http://svt.ocean-indien
Gravure de dodo (fin du XVIIIe siècle)
Tambalacoque (Calvaria)
Photographie de fruits de tambalacoque
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Document 1 : Extrait de "Le pouce du panda" Stephen Jay Gould
Les gros fruits du tambalacoque, qui ont quelques cinq centimètres de diamètre, sont composés d'une graine
enveloppée dans un tégument dur d'environ un centimètre d'épaisseur. Ce tégument est entouré par une chair
juteuse et succulente recouverte par une fine peau externe. Selon les conclusions de Temple, les graines de
tambalacoque ne parviennent pas à germer à cause de l'épaisseur du tégument (...).
Les premiers explorateurs ont écrit que le dodo se nourrissait des fruits et des graines des grands arbres des forêts.
Le dodo avait un "estomac" puissant, rempli de gros cailloux, qui pouvaient abraser et écraser les aliments durs. (...)
Temple estima que les téguments des graines de tambalacoque étaient assez épais pour résister à l'écrasement mais
pas à l'abrasion (...).
Les dodos auraient fort bien pu régurgiter les téguments, ou leur faire poursuivre leur chemin dans l'appareil digestif
(...).
D'après S. Jay Gould, Le pouce du panda (1996)
Document 2 : Les conditions de germination des graines de genévrier
Chez les plantes sauvages, la germination des graines est généralement empêchée par la présence d'un tégument
épais, dur et imperméable. Des suivis de germination ont été réalisés pendant 120 jours sur des graines de genévrier
dans différentes conditions. L'abrasion au papier de verre permet d'user les téguments des graines.
D'après http://biologie.ens-lyon.fr
Document 3 : Alimentation des oiseaux
endémiques et des oiseaux introduits sur l'île de
Nouvelle Zélande.
Une étude a été réalisée, en Nouvelle Zélande, sur le
rôle des oiseaux dans la dispersion des graines de
plantes endémiques (Podocarpus halli) et de plantes
introduites par l'Homme. Pour cela on a capturé des
oiseaux
endémiques,
comme
le
Méliphage
carillonneur (Anthornis melanura), et différentes
espèces de passereaux introduites par l'Homme.
D'après Williams and Karl, fruit in the diet of birds New
Zealand, Journal of ecology (1196)
Document 4 : Extrait de "Le pouce du panda", Stephen Jay Gould
Le docteur Owadaly du service mauricien des forêts mit sérieusement en doute la thèse de Temple dans un
commentaire technique publié dans la revue Science (...). (...) Le service des forêts étudie et réalise depuis quelques
années
la
germination
des
graines
de
tambalacoque
sans
intervention
d'aucun
oiseau.
De plus, un inventaire des forêts tropicales des hautes terres dressé en 1941 a montré qu'il existait une population
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assez importante de jeunes plants de tambalacoque qui avaient certainement moins de soixante-quinze ans.
L'extinction du dodo remonte à 1675 ! (...).
D'après S. Jay Gould, Le pouce du panda (1996).
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