Fiche TP - SVT - 4ème - Modélisation des phénomènes

Pierron - SVT
Fiche professeur - 4e
CSVT55
Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la
divergence au niveau d’une dorsale océanique
1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO
Partie : L’activité interne du globe
Connaissances
Capacités déclinées dans une situation
d’apprentissage
Exemples d’activités
Les variations de la vitesse des ondes sismiques en
profondeur permettent de distinguer la lithosphère
de l’asthénosphère.
Exprimer le résultat d’une recherche : schématiser
sur un planisphère, sur une représentation
cartographique des mouvements aux limites
de
plaques.
Analyse de documents concernant la théorie
de Wegener. [Histoire des sciences]
Identification des mouvements de part et
d’autre des frontières des plaques sur un
planisphère, à partir de données GPS.
Mise en relation de l’existence de fosses, de
séismes profonds avec l’enfoncement de la
lithosphère océanique, à partir de cartes, de
schémas,
ou
de
logiciels
de
visualisation.[B2i]
Utilisation de maquettes montrant le
mouvement des plaques.
Reconstitution du déplacement d’une masse
continentale, de la disparition d’un océan et
de la formation d’une chaînes de montagnes,
à partir de cartes et de schémas ou de
logiciels de visualisation.[B2i]
Observation de déformations des roches à
l’échelle de l’affleurement.
Réalisation de maquettes reproduisant ces
déformations.
La partie externe de la Terre est formée de plaques
lithosphériques rigides reposant sur l’asthénosphère
qui l’est moins.
Exprimer le résultat d’une recherche : réaliser un
schéma fonctionnel de la partie externe de la Terre.
Les plaques sont animées de mouvements qui
transforment la lithosphère (formation de chaînes de
montagnes, déplacement des continents, ouverture
et fermeture des océans).
Observer, questionner, argumenter, modéliser de
façon élémentaire afin de relier les mouvements des
plaques à l’ouverture et à la fermeture d’un océan
jusqu’à la formation d’une chaîne de montagne.
A raison de quelques centimètres par an, les plaques
se forment et s’écartent à l’axe des dorsales.
Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveau des
fosses océaniques.
L’affrontement
des
plaques
engendre
des
déformations de la lithosphère et aboutit à la
formation de chaînes de montagnes.
2. PLACE DE L’ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION
Chapitre VI : Comment les plaques sont-elles délimitées?
Chapitre VII : Comment comprendre les mouvements des plaques et leurs
conséquences ?
1.Comment comprendre les mouvements des plaques au niveau des fosses océaniques
(zones de rapprochement) ?
2.Comment comprendre les mouvements des plaques au niveau de l’axe des dorsales
océaniques (zones d’écartement) ?
Activité : modélisation des phénomènes associés à la divergence au niveau d’une dorsale
océanique
3.Quelles sont les conséquences du mouvement des plaques pour les océans et les
continents au cours des temps géologiques ?
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3. PRESENTATION DE L’ACTIVITE
- Objectifs de connaissances :
• Plaques ; divergence ; dorsale océanique; ouverture d’un océan ; modèle
- Objectifs méthodologiques et/ou technologiques :
• Utiliser un modèle dans le but de proposer une hypothèse explicative (Raisonner)
- Liste du matériel :
Environnement proposé pour une introduction de l’activité (données initiales):
- Planisphère en relief Réf 17036 (voir photo ci-dessous)
Par poste de travail :
- Modèle « Age du fond des océans » Réf 15475 (voir photo ci-dessus)
(-deux morceaux de cartons ayant la forme du continent africain et sud-américain)
Environnement proposé pour une généralisation des observations réalisées :
- Caméra Didacam Réf 03743
- Vidéoprojecteur (ou à défaut écran télé)
- Sites Internet : animations ouvertures océans : http://www.scotese.com/
- Fiche technique
Voir fiche fournie avec le modèle « Age du fond des océans »
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-
Intégration pédagogique :
1. Après avoir montré l’existence de plaques lithosphériques animées de mouvements de
rapprochement ou d’éloignement, ainsi que l’enfouissement des plaques au niveau des fosses
océaniques on se propose ici de modéliser leur formation au niveau de l’axe des dorsales
océaniques.
2. Le TP peut être initié à partir :
- du rappel de la comparaison des données GPS ayant permis de mettre en évidence la relation
« limite de plaques en divergence et axe des dorsales océaniques », en utilisant par exemple un
planisphère montrant le relief et les mouvements des plaques à leur limites (voir photos cidessous);
- des résultats des campagnes de forage océanique ayant permis de montrer la présence de
roches volcaniques de type basalte dans l’ensemble des fonds océaniques alors que le
volcanisme est limité au niveau de l’axe des dorsales océaniques.
3. Pour rendre plus concret le modèle proposé, on pourra ajouter sur les plaques bleues
représentant les continents des formes en carton représentant le continent africain pour l’une et
le continent sud-américain pour l’autre.
4. La phase de critique du modèle pourra utilement revenir sur la durée des phénomènes
géologiques.
5. En fonction du nombre de modèles disponibles, on peut imaginer un TP « en mosaïque » avec
les autres TP de cette leçon : chacun des groupes ayant alors un compte-rendu à rédiger
(reprenant le titre du TP, son objectif, la description de ce qui a été fait, l’hypothèse explicative
proposée mais aussi différences modèle/réalité repérées) ; un groupe choisi présente le travail à
la classe pour chacun des TP (une Didacam reliée au vidéoprojecteur assurant à tous la bonne
vision des données présentées).
6. Une généralisation du modèle explicatif de formation des plaques lithosphériques pourra se
faire à partir de l’intégration d’autres exemples (mer rouge,...) et conduire à une synthèse
schématique (idéalement associée à une animation numérique : par exemple celle disponible en
ligne sur le site : www.biologieenflash.net/sommaire.html intitulée « le fonctionnement d’une
dorsale : l’accrétion »).
7. On pourra aussi préciser (sans que cette précision soit exigible) que les géologues ont montré
que, si sur ce modèle on doit tirer pour que les plaques se forment au niveau de l’axe de la
dorsale, dans la réalité, c’est l’enfoncement de la plaque au niveau des fosses océaniques de par
la différence de densité avec l’asthénosphère qui « tire » ( pour 80%)…
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Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
Evaluation expérimentale S.V.T.
Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la
divergence au niveau d’une dorsale océanique
Vous avez pu montrer précédemment qu’au niveau des fosses
océaniques des portions de plaques lithosphériques
s’enfoncent vers l’intérieur de la Terre. Pour autant, la
surface de la Terre ne diminue pas.
On rappelle que les données GPS ont montré un mouvement
d’éloignement de points situés de part et d’autre de l’axe des
dorsales océaniques (on parle de divergence): on peut donc
penser que dans cette zone de nouvelles portions de plaques
se forment.
Votre objectif est de modéliser cette hypothèse de formation des plaques au niveau des dorsales
afin de pouvoir le présenter ensuite à la classe.
Pour ceci, vous disposez du matériel suivant :
- Modèle fourni
- Carte de l’âge des basaltes des fonds océaniques (voir manuel)
1. Des forages ont permis d’établir une carte de l’âge de la lithosphère océanique dans l’Océan
Atlantique (voir manuel) :
a. Repérez l’axe de la dorsale océanique présente dans l’Océan Atlantique sur cette carte.
b. Décrivez l’âge de la lithosphère océanique :
- En partant du continent africain vers l’axe de la dorsale ;
- Een partant du continent américain vers l’axe de la dorsale ;
2. En utilisant le modèle fourni, modélisez la formation de nouvelles portions des plaques africaines
et américaines :
-établissez la correspondance entre le modèle et la réalité géologique en ajoutant les légendes
suivantes au schéma du modèle (étape 1) : « zone représentant l’axe de la dorsale océanique, lieu du
volcanisme effusif », « élément représentant le continent africain », « élément représentant le continent
sud-américain » ; « élément représentant la plaque africaine », « élément représentant la plaque sudaméricaine » ; et en ajoutant des flèches représentant le mouvement de ces deux plaques ;
- Pour agir sur le modèle, placez les deux plaques bleues représentant les continents l’une à côté de
l’autre, puis tirez simultanément sur les deux feuilles plastiques ;
- Comparez le modèle au fur et à mesure de son « ouverture » avec la carte de l’âge des fonds
océaniques
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3. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaques
lithosphériques :
- En complétant les schémas suivants (étapes 2 à 4) par la légende « zone correspondant à l’Océan
Atlantique » et des couleurs correspondant à celles de la carte utilisée précédemment ;
- En ajoutant un court texte en dessous expliquant la formation des plaques ;
- En relevant les différences entre ce modèle et la réalité des phénomènes géologiques qu’il permet
de mieux comprendre.
Etape 1 :
Etape 2 :
Etape 3 :
Etape 4 :
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FICHE ELEVE CORRIGÉE
Activité 55 : Modélisation des phénomènes associés à la
divergence au niveau d’une dorsale océanique
1. Des forages ont permis d’établir une carte de l’âge de la lithosphère océanique dans l’Océan Atlantique
(voir manuel) :
b. Décrivez l’âge de la lithosphère océanique :
- En partant du continent africain vers l’axe de la dorsale :
L’âge de la lithosphère océanique diminue en partant du continent africain vers l’axe de la
dorsale.
- En partant du continent américain vers l’axe de la dorsale :
L’âge de la lithosphère océanique diminue en partant du continent sud-américain vers l’axe de
la dorsale.
2. En utilisant le modèle fourni, modélisez la formation de nouvelles portions des plaques africaines et
américaines :
Voir photos ci-dessous
3. Rédigez un compte-rendu de votre travail en précisant l’hypothèse de formation des plaques
lithosphériques :
Voir schéma ci-dessous
- En ajoutant un court texte en dessous expliquant la formation des plaques ;
L’utilisation de ce modèle permet de visualiser l’hypothèse expliquant la formation des plaques
lithosphériques : au niveau de l’axe des dorsales océaniques, les deux plaques qui ont
tendance à s’éloigner l’une de l’autre s’agrandissent continuellement par ajout de roches
issues du volcanisme effusif.
- en relevant les différences entre ce modèle et la réalité des phénomènes géologiques qu’il permet de
mieux comprendre.
Vitesse des mouvements
Matières
Volumes déplacés
Relations avec d’autres
phénomènes
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modèle
cm/ s
plastique
cm3
aucune
réalité
cm/an
roches
milliers de km3
nombreuses
(avec d’autres plaques
limitrophes, avec l’intérieur
de la Terre,…)
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Etape 1 :
Etape 2 :
Etape 3 :
Etape 4 :
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zone représentant
l’Océan Atlantique
zone représentant
l’Océan Atlantique
zone représentant
l’Océan Atlantique
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PISTES D’EVALUATION pour la capacité : « Utiliser un modèle dans le but de
comprendre une hypothèse explicative (Raisonner) »
CRITERES DE REUSSITE
RESULTATS
Prise en compte des données réelles (carte)
Schématisation en début de modélisation
Schématisation des étapes 2, 3 et 4 de la
modélisation
Formulation d’une hypothèse explicative
Comparaison du modèle avec la réalité
TOTAL
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BAREME
2
2
2
2
2
10
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