sciences de la vie et de la terre
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1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 1/7 EXAMEN BLANC D’AVRIL 2008 CLASSE DE 1ère S - DURÉE 3H00 - COEFFICIENT 6 SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE CALCULATRICES INTERDITES 1. RESTITUTION ORGANISÉE DES CONNAISSANCES (7 PTS) L’ADN est un invariant biologique qui se transmet depuis une cellule-mère vers ses cellules-filles. La duplication et la mitose assurent cette transmission. Expliquez ces mécanismes en les replaçant dans le cycle cellulaire d’une cellule qui aurait 2n=6 chromosomes. 2. EXPLOITATION DE DOCUMENTS (3 PTS) Sur le document ci-dessous figurent les enregistrements des ondes P correspondant à un seul séisme enregistrés par des stations de plus en plus lointaines de l’épicentre. Chaque station est repérée par un numéro (1, 2, 3…). A côté du numéro de la station est indiquée la distance à l’épicentre, exprimée en degrés (un arc terrestre de 1° a une longueur de 111,11 km). L’instant d’arrivée des ondes à la station est signalée par une croix (peu visible) ; l’origine des temps est en limite du tableau (repère en bas du tableau). 1 cm représente 100 secondes. 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 2/7 On admettra que la longueur du trajet des ondes P en profondeur est égale à la distance à l’épicentre à la surface de la Terre. a) Calculez la vitesse moyenne de propagation des ondes P, en km/s entre l’épicentre et la station 4. Remarque : La calculatrice étant interdite, vous simplifierez la multiplication par 111,11 en multipliant par 100 et en rajoutant 10% - exemple 12,5 x 111,11 = (12,5 x 100) + 10% = 1250 + 125 = 1375 On admettra également des approximations telle que 9500 : 850 = (8500/850) = 10,… b) Calculez la vitesse moyenne de propagation des ondes P, en km/s entre l’épicentre et la station 19. c) Quelle constatation pouvez-vous faire en comparant les deux valeurs obtenues ? d) Qu’en déduisez-vous ? e) Calculez la vitesse moyenne de propagation des ondes P, en km/s entre l’épicentre et la station 22. f) Comment expliquez-vous la variation brutale observée entre la station 20 et la station 21 ? 3. EXPLOITATION DE DOCUMENTS – TP (4 PTS) (Observation : Les TP comptent, à l’épreuve du baccalauréat, pour 4 points dans la note finale. J’ai donc inséré ici un exercice sur document, type TP…) Située à 3500 mètres de profondeur sous les océans, la lithosphère océanique a pu être observée par des submersibles. Mais l’observation de la lithosphère océanique par submersible n’est pas si simple. Hormis la profondeur, l’obscurité des fonds ne permet pas de voir au-delà de 30 mètres… Le Nautile est un submersible français capable de plonger à 11000 m de profondeur… Il est muni de bras manipulateurs capables de prélever des échantillons de roches.. DOC.1 Dans l’Atlantique Central, au large des côtes vénézuéliennes, une grande fracture permet, telle une tranchée, d’observer la succession des couches des roches des fonds océaniques. Des échantillons ont été prélevés. Ces échantillons sont numérotés 1, 2, 3, 4. La numérotation de l’échantillon est indépendante de sa position dans l’espace (l’échantillon n°1 n’est pas forcément le plus haut ou le plus bas dans la disposition des couches). Cet ensemble de roches constituent une série DOC. 2 : On présente ci-dessous l’analyse normative des roches 1 à 4 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 3/7 Roches 1, 2 Roche 3 Roche 4 SiO2 50,0 48,0 42,40 Al2O3 15,0 17,0 5,25 Fe2O3 3,8 3,6 3,67 FeO 7,4 7,6 6,57 MgO 7,0 7,0 30,03 CaO 10,2 10,1 5,63 Na2O 2,0 2,1 0,54 K2O 0,3 0,3 0,41 autres DOC. 3 On rappelle quelques caractéristiques de roches : - granite : grenu, quartz, micas, feldspaths - basalte : microlitique, pyroxènes, olivine, feldspaths, rares amphiboles - trachyte : microlitique, quartz, feldspaths - diorite : grenue, plagioclases, orthose, pyroxènes, amphiboles - péridotite : grenue, olivine - gabbro : grenu, pyroxènes, olivine, feldspaths, rares amphiboles DOC. 4 On observe une particularité pour la roche 2 : elle se présente sous la forme de filons verticaux ressemblant à des cheminées volcaniques. DOC. 5 Tableau des caractéristiques de quelques cristaux au microscopes : Voir annexe. LN = Lumière Naturelle = Lumière polarisée non analysée (LPNA) LP = Lumière polarisée = lumière polarisée analysée (LPA) 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 4/7 DOC. 6 a) : lame mince des roches 1 et 2 pyroxène olivine feldspath b) lame mince de la roche 3 Macle polysynthétique (photographie mauvaise : le cristal est de couleur vive, rose, bleu, craquelé) incolore en LPNA, marron en LPA, 2 plans de clivage à 90° c) lame mince de la roche 4 Cristal aux teintes vives, craquelé Cristal opaque, noir, toujours éteint : élément métallique 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 5/7 Questions : a) Qu’est-ce que la norme d’une roche ? b) Quelles différences faites-vous entre roche, minéral, cristal ? c) D’après les documents 5 et 6 quelle est la composition minéralogique des roches 1,2,3,4 d) Quel nom donneriez-vous à chacune de ces roches ? e) Quels renseignements sont apportés par le document 2 ? f) Comment disposeriez-vous ces roches dans l’espace ? Justifiez votre réponse. g) Comment expliqueriez-vous le mode de mise en place de cette série, en tenant compte de leur structure et du fait qu’elles proviennent toutes d’un même magma 4. RÉSOLUTION D’UN PROBLÈME (6 PTS) Le 25 mai 1961, le président Kennedy annonçait le lancement d’un programme destiné à envoyer des hommes sur la Lune. Ce programme était baptisé Apollo ; il allait comporter 18 missions. Apollo I fut lancé le 27 janvier 1967… Apollo 11 le 16 juillet 1969 (la lune fut foulée le 21 juillet)… Lancé le 17 juillet 1975, Apollo 18 terminait le programme. Au cours de ces différentes missions, des échantillons de roches lunaires furent ramassés, des sismomètres placés en divers endroits… 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 6/7 1) Le tableau ci-dessous présente les norme moyennes (estimées) de la planète Terre et de la Lune : Composition normative Terre Lune SiO2 33,42 47,62 Al2O3 2,41 9,27 Fe2O3 24,20 18,26 FeO 4,81 2,00 MgO 24,09 8,94 CaO 1,90 10,40 Na2O 1,97 0,29 K2O 0,191 0,06 autres Qpc (Qpc = quantité pour 100 %) Qu’en tirez-vous comme renseignement(s) ? 2) Données sismologiques : Les données sismologiques recueillies ont permis de construire un modèle de propagation des ondes P et S pour les 1 000 premiers km (le rayon moyen de la Lune est 1 738 km). La vitesse des ondes P tend à être stable soit vers 30 km de profondeur, soit vers 100 km de profondeur, selon les secteurs… La vitesse de ces ondes P se perd vers 1200 km profondeur (imprécision des mesures)… Au dessous de 1 000 km on constate un ralentissement des ondes S. 1s_cntsvt_2008_04_eb .doc 7/7 Que sont les ondes P et S ? Quels renseignements tire t’on de ces données en ce qui concerne la structure de la Lune ? 3) Données densitomètriques : La densité de la Lune est 3,36. Les données sur la densité moyenne et sur le moment d'inertie permettent de penser qu'il existe une masse centrale d’environ 300 km de rayon. Ces donnée permettent-elle d’envisager l’existence d’un noyau ? Si oui, avec quelle composition ou quelle structure ? 4) Le rayon moyen de la Lune est 1 738 km. Proposez un schéma des différentes enveloppes de la lune. 5) Comparez la structure et la composition chimique de la Lune à celles de la Terre.
