Activité interne du globe 2014 (tectonique)

L’activité interne du globe
3 – Séismes, volcanisme et tectonique des plaques
Comment est délimitée une plaque tectonique ?
Activité 11
Q1. Rappeler les informations qu’a apportées la comparaison de la répartition mondiale du volcanisme à celle
des séismes.
ApC
Les vitesses des ondes sismiques peuvent être mesurées
(activité 3) à différentes profondeurs d’un même lieu. Ces
données sont portées sur un graphe (Fig.10).
Figure 10 : Vitesses des ondes sismiques en
fonction de la profondeur sous les
continents.
Q2. Repérer par des lettres (A, B, C, D, E) chaque variation
nette de vitesse des ondes sismiques qui se
propagent vers la profondeur.
I/C
Ecrire ensuite à quelle profondeur se situe la 1ère
brusque variation de vitesse.
I
Indiquer à quelle profondeur se situe le
ralentissement de vitesse des ondes sismiques I
Q3. Proposer une hypothèse sur l’origine possible de ces
variations de vitesse des ondes sismiques. Ra
Exprimer alors comment se produit une accélération
des vitesses puis comment se produit un ralentissement
de la vitesse des ondes sismiques. Ra
Interpréter alors les variations de vitesse des ondes
depuis la surface vers la profondeur.
Ra
Q4. Compléter, la figure 11 ci-contre : lithosphère
continentale, lithosphère océanique, asthénosphère,
lithosphère.
En grec ancien, lithos signifie pierre et asthénos signifie sans
résistance
I/Ra
Figure
11 : Structure superficielle de la Terre.
Conclusion
Les variations de la vitesse des ondes sismiques en profondeur permettent de
distinguer la lithosphère de l'asthénosphère.
La partie externe de la Terre est formée de plaques lithosphériques rigides reposant sur
l'asthénosphère qui l’est moins.
Leçons et devoirs
Ce qu’il faut savoir :
- Etudier les variations de vitesse des ondes sismiques en profondeur.
- Localiser les couches superficielles du globe sur un schéma.
- Exploiter un graphique de vitesse des ondes sismiques pour en déduire la limite lithosphère
asthénosphère
- La conclusion
Quels sont les mouvements des plaques lithosphériques à la surface de la Terre ? (1 h)
Activité 12
1. Les premiers indices de la dérive des continents
Document 1.
« Les continents doivent s’être déplacés les uns par
rapport aux autres : L’Amérique du Sud doit avoir
été collée à l’Afrique au point de constituer avec elle
un bloc continental unique. Ce bloc s’est divisé
pendant le Crétacé (entre –135 et –65 Ma) en deux
parties qui se sont écartées dans le cours des temps
comme dérivent les tronçons d’un glaçon dans l’eau.
D’ailleurs, les contours des continents sont encore
aujourd’hui remarquablement semblables. Je pense
qu’il en fut de même pour l’Amérique du Nord et
l’Europe, qui avec le Groenland formaient une masse
continentale d’un seul tenant. »
Alfred Wegener (1912)
Figure
: Des indices pour la dérive des continents.
Q1. Retrouver trois indices qui confirment la théorie de Wegener (doc.1 & Fig.12).
12
I/Ra
Q2. Rappeler le relief géologique découvert au milieu de l’océan Atlantique Sud.
ApC
Formuler une hypothèse H0 qui concerne le rôle de ce relief sous-marin en accord avec la théorie de
Wegener.
Ra
2. Les preuves actuelles qui confirment la théorie de Wegener.
Le système GPS (Global Positioning System) permet de déterminer la position exacte d’un récepteur à la surface de
la Terre et mesurer son déplacement au cours du temps. (p.184).
On a pu ainsi mesurer les déplacements de part et d’autre des reliefs terrestres (Fig. 13).
Figure 13 : Des mouvements aux limites de plaques
Q3. Repérer sur la figure 13 la dorsale Atlantique Sud,
Déterminer le type de mouvement qui s’y produit.
Confirmer alors si l’hypothèse H0 est vérifiée par ce système de mesure.
I
Ra
Q4. Relever le type de mouvement qui se déroule au niveau des fosses océaniques, puis celui au niveau des
montagnes (Fig.13).
I
Conclusion
Les plaques sont animées de mouvements qui transforment la lithosphère :
- déplacement des continents,
- ouverture (dorsales) et fermeture des océans (fosses),
- formation de chaînes de montagnes.
Leçons et devoirs
Ce qu’il faut savoir :
- Identification des mouvements de part et d'autre des frontières des plaques sur un planisphère, à partir
de données GPS.
- Identifier les indices à l’origine de la théorie de la tectonique des plaques
- Exprimer le résultat d’une recherche : schématiser sur un planisphère, sur une représentation
cartographique des mouvements aux limites de plaques.
- La conclusion
Comment naissent les plaques lithosphériques ?
Activité 13
Figure
Figure
13 : Carte de la sismicité mondiale.
Les âges du plancher océanique en fonction de
distance à la dorsale.
Q1. Décrire comment sont répartis les foyers sismiques au niveau des dorsales et des fosses océaniques sur la
carte de la sismicité mondiale (Fig.13). I
On veut comprendre cette répartition particulière de foyers des séismes peu profonds au niveau des dorsales.
Grâce à des techniques de prélèvements du fond océanique (carottages), on a pu donner des âges aux basaltes du
plancher océanique de l’océan Atlantique sud (Fig. 14).
Q2. Observer la figure 14.
Préciser comment sont répartis l’âge des basaltes d’un côté de l’axe de la dorsale.
I
Préciser comment évolue l'âge des fonds océaniques de part et d'autre de la dorsale.
Ra
Proposer un mouvement qui peut être ainsi mis en évidence entre la plaque d'Amérique du Sud et la plaque
Afrique. Justifier votre réponse.
Ra
Q3. Sachant qu’un forage à 1020 Km de la dorsale remonte du basalte de 23 Ma,
Calculer la vitesse d’expansion océanique de l’océan Atlantique sud (en cm/an).
Ré
Conclusion
A raison de quelques centimètres par an, les plaques se forment et s'écartent à l'axe
des dorsales.
Leçons et devoirs
Ce qu’il faut savoir :
- Etudier une carte des âges des fonds océaniques de l'Atlantique
- Connaître le mécanisme d’expansion des fonds océaniques
- Calculer la vitesse d'expansion des fonds océaniques- La conclusion
Que deviennent ensuite les plaques lithosphériques ?
Activité 14
La Terre, en volume constant.
Certaines plaques lithosphériques s’écartent les unes des autres (phénomène de divergence) au niveau des
dorsales qui produisent le plancher océanique. Cependant, la Terre est ronde et n’augmente pas de volume.
Comment la Terre maintient-elle un volume constant ?
Document 1
Document 2
: Carte
de la localisation géographique du Japon
:
Carte de la répartition des séismes en fonction de la profondeur des
foyers au large du Japon
Le Japon est situé à la frontière de deux plaques lithosphériques : la plaque Eurasiatique à l’ouest et la plaque
Pacifique à l’est. Cette île est bordée à l’est par une fosse océanique profonde qui constitue la limite entre ces deux
plaques (Doc.1). Cette région est caractérisée par une forte activité sismique et volcanique (Doc.2).
En outre des données satellites montrent que la distance entre A et B diminue au fil des années (Doc.1).
En analysant les documents proposés (Doc. 1 et Doc. 2), montrer comment la Terre peut conserver un
même volume alors qu’au niveau des dorsales il y a continuellement création de lithosphère océanique. Les aides
ou « coup de pouces »
 Aides à la démarche de résolution :
Aide 1 :
Aide 2 :
Aide 3 :
Apport de savoir-faire :
Apport de connaissances :
Conclusion
Les plaques s'enfouissent au niveau des fosses océaniques.
Leçons et devoirs
Ce qu’il faut savoir :
- Rechercher, extraire et organiser l’information utile
Extraire d’un document papier, d’un fait observé les informations utiles.
- Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou
technologique
Proposer une hypothèse
Mettre en relation des données
- Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer
Exprimer une conclusion par une phrase correcte
- Proposer une représentation adaptée
- conclusion
Que deviennent ensuite les plaques lithosphériques ?
Activité 15
Naissance d’une chaine de montagne
Le film projeté montre la présence de laves en coussin dans l’Himalaya.
Pourquoi retrouve-t-on ces traces d’un océan en montagne ?
A l’aide de tes connaissances, de l’étude des documents et du résultat de la manipulation , expliquer pourquoi
retrouve-t-on les traces d’un océan dans l’Himalaya.
La réponse devra se faire sous forme d’un texte dans lequel apparaissent les différentes étapes du cheminement de la lave
en coussin, depuis sa création jusqu’à son arrivée dans l’Himalaya.
Figure 4 : Zones de répartition des séismes dans l’Himalaya lors du
Figure 3 : Zones de répartition des séismes dans
l’Himalaya lors du rapprochement de l’Inde et de
L’Asie
Figure 5 :
Présence de fossiles marins, des ammonites, à 4 000
m d’altitude.
rapprochement de l’Inde et de L’Asie
Figure 6
: Présence de laves en coussin en altitude.
Les aides ou « coup de pouces »
 Aides à la démarche de résolution :
Aide 1.
Aide 2.
Aide 3.
 Apport de savoir-faire :
 Apport de connaissances :
Conclusion
La collision des continents engendre des déformations de la lithosphère et aboutit
à la formation de chaînes de montagnes.
4 - La Prévention des activités volcaniques et sismiques
Activité 16
Comment l’Homme peut prévoir les risques géologiques et s’en protéger ?
Le nombre de victimes de catastrophe naturelle (séismes, éruptions volcaniques, glissements de terrain,
cyclones, inondations) augmente de 6 % chaque année. Les pays pauvres sont les plus touchés : le nombre de
victimes y est 150 fois plus élevé que dans les pays industrialisés.
1. Le risque volcanique
Q1. Dans le cas du risque volcanique, citer les moyens qui sont mis en œuvre pour prévoir une éruption et
évacuer les populations si nécessaire (p. 204, doc 1 et doc 2). I
Q2. Citer les autorités qui commandent les mesures de sécurité en cas d’alerte (p. 205, doc 6).
I
Le risque sismique
De l'avis des spécialistes, il n'existe pas de
Séismes : la Provence sous surveillance.
méthodes vraiment rationnelles pour prévoir les
Si l'activité sismique reste très discrète en France, séismes dont les prémices sont plus difficiles encore à
où le dernier grand séisme remonte à 1903, elle saisir que celle des volcans.
n'en demeure pas moins quasi permanente, Une zone très surveillée
notamment autour de la faille de la Durance, qui
Un nombre de capteurs a été installé sur cette
s'étire sur 60 km entre Alpes-de-Haute-Provence zone montagneuse qui est ainsi pourvue du premier
et Bouches-du-Rhône. Elle a connu cette année un dispositif de mesures sismiques en France.
regain inhabituel d'activité.
Le réseau de surveillance français, géré par deux
Depuis cinq siècles, la région parcourue par cette organismes nationaux, le laboratoire de détection
faille a connu cinq séismes d'intensité comprise géophysique du Commissariat à l'Energie Atomique
entre 7 et 8 selon Bagher Mohammadioun, de (CEA) et l'Institut National des Sciences de l'Univers
l'Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire (INSU) est toutefois « satisfaisant » pour une
(IPSN).
sismologie « classique » a relevé Pierre Godefroy,
Une réunion d’échanges et d’information
spécialiste en génie sismique au sein du Bureau de
Conscients de leur rôle d'alerte auprès des élus Recherches Géologiques et Minières (BRGM). Mais, ades zones sensibles - Alsace, Savoie, Sud-est du t-il expliqué, si un séisme destructeur survenait, il y
pays, et zone orientale des Pyrénées - plusieurs aurait très peu de chances de recueillir des
scientifiques se sont réunis à Salon-de-Provence mouvements forts, notamment en zone épicentrale,
afin d'évaluer les conséquences d'un tremblement en raison de l'absence d'un réseau d’accéléromètres
de terre d'ampleur, survenant dans les zones capable d'enregistrer ces mouvements sans saturer. Il
urbanisées.
s'agit d'une lacune à combler en priorité absolue a-t-il
La manifestation qui a mobilisé élus locaux, estimé.
administrations, organismes en charge de Bâti « très vulnérable »
La loi de juillet 1987, assortie des décrets du 14
surveillance et de sécurité (DRIRE, DSIN, IPSN) et
mai
1991 et du 16 juillet 1992 régit désormais la
responsables de secours (CIRCOSC) autour d'une
prévention
des risques sismiques, établissant la
dizaine d'experts, était organisée à l'initiative de
législation des constructions nouvelles et prévoyant la
Christian Kert, député CDS des Bouches-du-Rhône
protection des installations à « risque spécial » :
et rapporteur de l'étude de l'Office parlementaire barrages, installations Seveso, réacteurs nucléaires.
d'évaluation des choix scientifiques et techniques. Il reste, a indiqué, Milan Zacek, professeur
Cette assemblée de députés parcourt les endroits d'architecture parasismique à Marseille, à définir en
les plus « tremblants » du globe : Japon, ÉtatsUnis, priorité, les moyens de consolider le bâti existant, très
Mexique, Grèce et recueille le résultat de vulnérable. Une vaste tâche à entreprendre, quand on
sait que la France se trouve en la matière à « l'état
nombreuses observations.
zéro », ont rappelé les scientifiques.
Var Matin du 14 décembre 1994.
Q3. D'après l'article de « Var-Matin » du 14 décembre 1994, chercher quels sont les moyens mis en place pour
surveiller la Provence.
I
Dire ce que l'on a fait le 16 juillet 1992.
I
Indiquer le type d'installations qui sont dites à risque spécial.
I
Raconter ce qu'on prévoit de faire pour les bâtiments existants.
I
Q4. Comparer le risque sismique au risque volcanique.
Ra
2. Éducation des populations
Q5. D'après le document (p203, doc.6), repérer les consignes préventives données en cas de séisme à la
population).
I
Justifier la distribution de tels documents à la population des Alpes maritimes.
Ra
Conclusion
L’activité de la planète engendre des risques pour l’Homme.
Le risque géologique est défini par l'éventualité qu'un phénomène dangereux survienne
et par les dégâts humains ou matériels qu'il peut causer.
Le modèle tectonique actuel permet à l'Homme de définir les principales zones à risque
sismique et/ou volcanique.
L'Homme réagit face aux risques qu'il connaît en réalisant :
- une prévention volcanique efficace qui passe par la prévision des éruptions
fondée sur la surveillance et la connaissance du fonctionnement de chaque
volcan et par l’information et l’éducation des populations ;
- une prévision sismique basée sur l’information et l’éducation des populations
(zones à risque à éviter, constructions parasismiques, conduites à tenir avant,
pendant et après le séisme).
La prévision des séismes est impossible actuellement.
L'Homme met alors en place un plan d'aménagement du territoire ainsi qu’un plan de
secours et un plan d’évacuation des populations.
Leçons et devoirs
Ce qu’il faut savoir :
- Appréciation du risque pour une région donnée par une mise en relation de documents.
- Repérage de l’obligation de construction parasismique et de limitation de l’occupation des
zones à risques dans un plan d’aménagement du territoire.
- La conclusion