TP13-CONFIRMATION DE LA MOBILITE DES PLAQUES PAR LES

TP13-CONFIRMATION DE LA MOBILITE DES PLAQUES PAR LES DONNEES GPS
Mise en situation et recherche à mener
Le modèle de la tectonique des plaques des années 60, montre que la partie superficielle de la Terre est découpée en plaques. Il prévoit que la lithosphère océanique est d’autant plus vieille
qu’on s’éloigne de la dorsale et permet de proposer des vitesses d’expansion océanique. Dans les années 70, un nouveau programme de forages sous-marins, permet de confirmer cette
prédiction ainsi que les vitesses de déplacements des plaques prévues par le modèle, d’après le paléomagnétisme les alignements de volcans intraplaques et les sédiments océaniques.
A la fin du XXème siècle, avec l’utilisation des techniques de positionnement par satellites : GPS, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont
confirmées.
On cherche à montrer que les données GPS permettent l’estimation du sens et des vitesses de déplacement, des plaques lithosphériques
Ressources
Document 1- GPS, déplacement absolu, déplacement relatif des plaques.
Des satellites mesurent quotidiennement la position exacte (coordonnées) des nombreuses stations GPS distribuées à la
surface du globe (balises).
►Le changement quotidien des coordonnées en latitude (Nord-Sud) et longitude (Est-Ouest) d’une station, mesure donc le
déplacement en latitude et en longitude de la plaque qui la porte, ce qui permet de déterminer son déplacement absolu (vecteur en
gras sur le repère). Les déplacements des plaques sont exprimés en cm.an -1.
►On peut représenter ces vitesses de déplacement
par un vecteur vitesse dans un repère orthonormé
correspondant aux coordonnées terrestres, par rapport
à ce repère :
- les latitudes situées au nord de l'équateur sont positives,
celles situées au sud sont négatives.
- les longitudes situées à l'est de Greenwich sont positives,
celles situées à l'ouest sont négatives
-Vecteur vitesse de déplacement en longitude et latitude, VLat et VLon (en rouge ou en vert sur le repère orthonormé),
-vecteur vitesse de déplacement absolu (résultantes en gras sur le repère).
Document .2 : Frontières de plaques et déplacement
relatif
Une frontière plaque est la limite entre deux plaques. Il
existe trois types de frontières en fonction des mouvements
relatifs des plaques :
- Les zones de divergence où les plaques s'éloignent: ce
sont les dorsales,
- Les zones de convergence où les plaques se
rapprochent : ce sont les zones de subduction et les
zones de collisions entre deux continents,
- Les zones de coulissement des plaques au niveau des
failles transformantes.
Matériel
-Tableur (Excel, open office-calc),
-Mesures GPS (fichiers) des coordonnées de différentes
stations au cours du temps.
-Carte géographique du monde avec quelques stations du
réseau GPS mondial et les frontières des plaques.
Etapes 2, 3,4
2-Mettre en œuvre le protocole fourni pour :
-Déterminer le mouvement absolu de deux stations situées de part et d’autre d’une frontière de plaques,
3-Présenter les résultats pour les communiquer :
-Présenter dans le tableau proposé, les vitesses des stations étudiées (en longitude latitude et la vitesse absolue ainsi que le sens de déplacement de chaque plaque)
-Reporter sur la carte fournie, le déplacement absolu de chaque station.
4-Exploiter les ressources et les résultats pour : conclure sur la nature de la frontière des plaques étudiées et sur le mouvement relatif des deux plaques l’une par rapport à l’autre.
Latitudes positives
cm.an-1
cm.an-1
Longitudes positives
V B
V A

TP13-CONFIRMATION DE LA MOBILITE DES PLAQUES PAR LES DONNEES GPS
FICHE PROTOCOLE
I ETUDIER DES MOUVEMENTS ABSOLUS DE DEPLACEMENT A LA SURFACE DU GLOBE A PARTIR DES DONNEES
GPS
1-Détermination de la vitesse en latitude et en longitude
Pour cela on fera tracer le graphe du déplacement de la station en longitude puis en latitude en fonction du temps :
►Ouvrir le fichier Excel concernant la première station à étudier. Il contient deux feuilles de calcul, l’une pour les mesures
GPS en latitude l’autre pour les longitudes.
►Tracer le graphe:
Se déplacer au bas des colonnes avec le curseur à droite de la feuille, sélectionner les colonnes des données utiles
jusqu’en haut. Faire tracer le graphe (nuage de points).
►Faire afficher la vitesse :
-Faire afficher la courbe de tendance du nuage de point et l’équation de chaque courbe de tendance sur le graphique.
Le coefficient directeur a= y2-y1 / x2-x1 des droites correspondant à distance /temps, soit la vitesse de déplacement en
latitude ou en longitude de la station étudiée, la relever dans le tableau de la fiche réponse.
-Faire de même pour l’autre station
2-Détermination graphique de la vitesse absolue des deux stations :
►Construire un repère orthonormé (on prendra 1cm = 1cm.an-1) sur la fiche réponse.
►Tracer avec précision les vecteurs vitesse de déplacement en longitude et en latitude sur le repère orthonormé.
►Construire en couleur le vecteur résultant (vitesse absolue), indiquer sa longueur v = en cm.an-1.
►Indiquer les valeurs dans le tableau, et reporter le vecteur vitesse absolue sur le planisphère au niveau de chaque
station (en conservant la même longueur et le même sens
Coup de pouce :
► Pour reporter les vecteurs vitesse absolue sur le planisphère en conservant la même longueur et le même sens,
tracer l’horizontale passant par les stations puis utiliser un rapporteur. Ne pas oublier De reporter la vitesse en
cm.an-1 à l’extrémité des vecteurs.
II-CONCLURE
► Conclure sur la nature de la frontière des plaques étudiées te le mouvement relatif des plaques (l’une par rapport à
l’autre)