L`eau dans le système solaire
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L'eau dans le système solaire Water in the solar system La recherche de la vie dans le système solaire est encore indissociable de la recherche de l'eau liquide. Pour que les élèves se sentent concernés dans ce chapitre qui traite de l'infiniment grand et de l'infiniment éloigné, il est intéressant de les tenir informés des dernières découvertes de la Nasa (National Aeronautics and Space Administration ) et de l'Agence spatiale européenne au sujet de l'eau sur Mars. Langue : Anglais Classe(s) : Seconde Durée indicative : Trois Travaux Pratiques d'1h30 Rédacteurs Suzanne Peureux - Lycée Corot de Savigny sur Orge Thèmes abordés Y a-t-il de l'eau liquide dans le système solaire ? Objectifs disciplinaires ● ● Faire la différence entre les planètes telluriques ("rocky planets") et les planètes gazeuses. Comparer la composition des enveloppes fluides des planètes telluriques (quand elles existent). ● Apprendre à différencier "présence d'eau" et "présence d'eau liquide". ● Comprendre quels types d'indices sont recherchés par les scientifiques. Références au programme B.O. hors-série n° 6 du 31 août 2000 La planète Terre et son environnement : "La Terre est une planète du système solaire[...]. Certaines planètes ont des enveloppes externes gazeuses ou liquides." Travaux pratiques envisageables : "Études d'images et de données des sondes spatiales. Documents de planétologie comparée. Mise en évidence d'une activité interne des planètes (ou de son absence) à partir de l'observation de leurs surfaces (appareils volcaniques, figures tectoniques et leur chronologie relative, etc.)." L'étude plus spécifique de "l'eau liquide dans le sytème solaire" ou de "l'eau sur Mars" peut être traitée comme thème au choix. Niveaux de compétence en langue Expression orale en continu : B1 Expression orale en interaction : B1 Compréhension de l'écrit : B1 Expression écrite : Compréhension de l'oral : B1 B1 Principaux supports documentaires utilisés lors de la séance Texte informatif de la NASA Image prise par le satellite Vidéo de communication scientifique (source ESA) Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 1 Emission radio de vugarisation scientifique (BBC) Fiche analytique Notion(s) centrale(s) L'eau solide est plus abondante que l'eau liquide dans le système solaire. Mais l'eau liquide a pu exister sur Mars dans le passé ; elle existe peut-être sur Europe en profondeur. Dimensions culturelle/interculturelle/interdisciplinaire ● ● ● Culture anglo-saxonne liée aux fictions sur les martiens Connaître l'existence d'une agence spatiale européenne et du Centre National d'Etudes spatiales, l'agence française de l'Espace. Compétition et la coopération entre la Nasa et l'Esa. Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) au cours de la séquence Compréhension orale COmpréhension écrite Exploitation pédagogique Démarche pédagogique Il est possible de traiter cette partie en thème au choix, après avoir vu les caractéristiques des différentes planètes. Il serait intéressant de travailler avec le collègue d'anglais sur cette partie. Notamment, en approche, un extrait de "la guerre des mondes" (l'émission de radio historique d'Orson Welles qui effraya les Américains par son réalisme, ou encore un extrait du roman ou du film) pourrait lancer la question de l'origine de cette "culture martienne", particulièrement développée dans les pays anglo-saxons. Depuis quand croit-on à l'existence de martiens ? Que sait-on vraiment de cette planète ? Le site de la Nasa (http://mars.jpl.nasa.gov/mystique/history/) permet de faire rechercher par les élèves les conceptions et les découvertes depuis le XVe siècle en lien avec la planète Mars. En faisant travailler les élèves sur différentes périodes, on peut rapidement constituer une frise chronologique. Les termes de "large spot", "white spot in the South pole", "lands and oceans", "canals", "life" pourront être mis en valeur. Il s'agira alors de tester ces conceptions à la lumière des découvertes récentes. Y a-t-il vraiment de la glace aux pôles? Est-ce bien de la glace d'eau? Y a-t-il de l'eau liquide? Des canaux ? De la vie ? Les documents proposés dans cette séquence permettront de répondre à ces questions, et l'on pourra annoter la frise, avec une couleur différente pour valider ou invalider les conceptions passées. Si l'on ne traite pas ce thème en thème au choix, on peut l'utiliser comme fil directeur dans les chapitres concernant le système solaire et la comparaison des planètes. Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 2 La première séance abordera sous la forme d'une recherche sur Internet qui aboutira à la présentation de l'ensemble du système solaire (tableau comparatif issu de la mise en commun des recherches). On pourra alors préciser qu'il existe de l'eau sous forme de glace dans les comètes et dans les planètes/planétoïdes comme Pluton. Cela peut venir en conclusion de la première séance. La deuxième séance portera sur la problématique de la présence d'eau sur d'autres planètes que la Terre à partir du texte de la NASA, du cliché de la Planète Mars et de la courte vidéo de la dernière mission sur Mars (ESA). La troisième séance pourra élargir la question aux autres corps telluriques et notamment présenter Europe via une séquence audio des archives de la BBC. Évaluation Proposition d'évaluation En évaluation, outre des points de vocabulaire précis dont on peut vouloir vérifier l'acquisition, on peut proposer une image des robots américains sur Mars, ou bien la photo du site "d'atterrissage" des robots américains, avec une question assez ouverte. La correction peut alors être double, par le professeur de langue et par le professeur de DNL. On peut aussi passer un extrait audio d'une autre émission "Cosmic ocean", archive de la BBC, au sujet de Mars (de 7:30 à 8:12 par exemple), avec des questions assez faciles ou un texte à trou pour ces élèves de seconde. Ouverture et approfondissement Ouverture Seules l'eau liquide et l'eau solide sont mentionnées ici, mais on peut aussi bien sûr parler de la vapeur d'eau (le texte la mentionne d'ailleurs) et comparer les atmosphères de différentes planètes. C'est l'occasion de refaire des comparaisons, et d'amener les questions sur l'effet de serre, etc. Séances Séance n° 1/3 Recherche Internet - Système solaire Matériel nécessaire Salle Informatique ou classe mobile avec au moins un ordinateur par groupe de travail. Thèmes(s) abordés Le système solaire Documents et supports Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 3 Support documentaire http://solarsystem.nasa.gov/index.cfm Nature : site internet de diffusion scientifique. Remarques : Environ une page par planète. Attention pour voir la page sur Europe par exemple, il faut d'abord cliquer sur Jupiter. A la fin de chaque texte, on trouve une fiche avec des chiffres-clés. Il en existe aussi pour les plus jeunes enfants, mais il y a moins de détails, souvent pas de fiche de chiffres. Objectifs Objectifs disciplinaires Chercher des renseignements sur une page internet puis en rendre compte Mieux appréhender le système solaire Dimension culturelle/interculturelle/interdisciplinaire Attention à la différence densité/masse volumique, que l'on fait en France mais pas aux EtatsUnis. J'ai préféré garder dans le tableau le terme "volumic mass" car le terme existe en anglais et que nos collègues de physique doivent souvent insister, en français, sur la nuance entre densité et masse volumique. On pourra signaler aux élèves que sur sur les sites, le terme "density" est utilisé comme étant synonyme de "volumic mass", puisque des unités suivent. Nous préférons alors le terme de "volumic mass". Par ailleurs on peut discuter de ce qu'est la Nasa (national aeronautics and space administration) son importance historique, ses dernières missions. Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) dans la séance Compréhension de l'écrit Interaction orale Formation méthodologique (SVT & Mathématiques) Ne pas essayer de tout lire, sélectionner des informations dans des pages riches. Prérequis Prérequis dans la discipline avoir naviguer sur un site internet. Savoir que tous les corps du système solaire orbitent autour du Soleil. Prérequis linguistiques Savoir dire les nombres Exploitation pédagogique Notions centrales Les corps du système solaire sont non seulement de tailles différentes, mais aussi de composition différente. L'eau y est présente plutôt sous forme de glace dans les comètes et des corps éloignés comme Pluton. Démarche pédagogique Après l'introduction, attribuer à chaque élève une ligne du tableau à remplir, seul ou par deux selon le nombre d'ordinateurs dont on dispose. Dans "interesting feature", ils sont libres de mettre toute information sur ce corps qu'ils jugent intéressante. Ce sont souvent des Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 4 détails sur la couleur, ou l'étymologie, ou des superlatifs "les plus grands anneaux, la plus rapide des planètes", etc. Attention tous les sites ne donnent pas la masse volumique, qui d'ailleurs s'appelle densité en américain, même avec l'unité. Selon le temps dont on dispose, on peut alors se dispenser de cette information, la fournir, ou bien la faire calculer aux élèves. Avant les présentations orales des résultats, on peut rappeler comment dire les grands nombres, les milliers, les milliards, etc, en anglais. On peut aussi l'avoir fait au préalable ou se coordonner avec le professeur de langue pour que cette leçon intervienne à peu près en même temps. Chaque élève vient décrire sa planète au reste du groupe. Il faut exiger des phrases complètes, on peut parfaitement leur en écrire des modèles "The average distance of my planet, Saturn, to the Sun is .." "it is made of..". Les autres élèves prennent des notes dans leur tableau. Cet exercice est intéressant mais peut se révéler long à mettre en oeuvre. Selon le temps dont on dispose, et pour y remédier, on peut tout à fait fournir un tableau déjà partiellement rempli et ne faire chercher des renseignements que sur quelques corps assez différents (ex : "the Sun, Mercury, Saturn, Pluto, asteroids and comets"). Demander ensuite une phrase de conclusion concernant l'eau dans le système solaire d'après cette première recherche. Après avoir présenté l'ensemble du système solaire (tableau comparatif issu de la mise en commun des recherches), on peut déjà préciser qu'il existe de l'eau sous forme de glace dans les comètes et dans les planètes/planétoïdes comme Pluton. Cela peut venir en conclusion de la première séance. Séance n° 2/3 Ya-t-il de l'eau dans le système solaire en dehors de la Terre ? Thèmes(s) abordés L'état de l'eau sur Mars Documents et supports Support documentaire Water on mars Video Mars express Un texte publié sur le site de la nasa http://www.nasa.gov/en 2001 ; auteur non précisé. En dessous, exemple de consignes.Nature : www.nasa.gov Auteur : non précisé Date : 2001. Objectifs Objectifs disciplinaires Différencier la présence d'eau liquide et solide ; passée et présente, sur Mars Montrer quel type d'indices utilisent les scientifiques. - Rappeler comment l'érosion modèle les paysages. Preuve supplémentaire de la présence d'eau solide sur Mars. Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 5 Dimension culturelle/interculturelle/interdisciplinaire Différents accents peuvent être relevés à la première écoute. L'ESA = European Space Agency. Lien avec la physique : l'utilisation du spectromètre Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) dans la séance Compréhension de l'écrit Comréhension de l'oral - suivre une vidéo en anglais Formation méthodologique (SVT & Mathématiques) Les médias ont souvent lancé des titres tels que "des preuves de la présence d'eau sur Mars". Mais il faut nuancer : sous quel état ? Des traces d'eau dans le passé ou des traces d'eau actuelles ? Prérequis Prérequis dans la discipline Les trois états de l'eau, la place de Mars dans le système solaire (vue dans la première séance). Savoir que sur Terre l'eau érode les roches. Expliquer auparavant en simplifiant ce qu'est un spectromètre. C'est au programme de physique-chimie en seconde. Expliquer aussi que si l'eau peut être sous trois états, le dioxyde de carbone aussi. Il est difficile sur des images de différencier glace d'eau et glace carbonique, mais un spectrophotomètre fait la différence. Il peut être intéressant de présenter auparavant une image globale de Mars et de nommer Valley Marineris et les deux "polar ice caps" pour que ces termes soient bien compris. Prérequis linguistiques Etre capable de suivre une émission de vulgarisation scientifique Connaître un certain champs lexical (to fulfill, sceptical, data, an aircraft, an airplane) Exploitation pédagogique Notions centrales Il existe de l'eau sous forme de glace sur Mars. Les paysages martiens peuvent rappeler des vallées ou des paysages créés par l'érosion par l'eau. L'étude satellitale complète bien l'étude par les robots de la Nasa (voir démarche de séquence complète).On détecte bien, en plus d'une couche importante de glace carbonique, de la glace d'eau sur Mars. Actuellement les découvertes se multiplient sur Mars. Démarche pédagogique A part sur Terre et sur les comètes, existe-il de l'eau sur d'autres planètes? On peut chercher d'abord sur les planètes telluriques. Au vu des données de température, on cherche peu sur Mercure ou Vénus. Mars semble plus accueillante pour des missions humaines. Le texte proposé montre en quoi l'étude de l'eau sur Mars est importante : non seulement elle peut offrir une condition de vie, mais elle peut aussi nous renseigner sur le futur de la planète Terre ou sur les conditions des missions humaines futures sur Mars. D'après le texte, l'eau liquide n'existe pas actuellement en surface de Mars. Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 6 Cet exercice de compréhension peut être donné à la maison. La première question ("Is there water on Mars ?), en apparence simple et fermée, demande en réalité une réponse nuancée qui différencie la glace et l'eau liquide. D'après le texte, la réponse à la troisième question est triple. Souvent les élèves ne relèvent qu'une ou deux réponses. C'est l'occasion en correction de faire participer plusieurs personnes ou de les faires comparer leurs réponses. La troisième question a un intérêt linguistique : il s'agit de leur faire remarquer la différence de tournure impersonnelle en anglais et en français, et de leur faire utiliser "available" ou "availability"On peut se demander si elle y a existé dans le passé, ou bien si elle existe actuellement mais en profondeur. L'image, qui montre des vallées, suggère qu'une érosion a eu lieu, c'est un argument en faveur de la présence d'eau (sans rentrer dans des controverses plus poussées). C'est aussi l'occasion d'un rappel des notions vues au collège sur l'érosion et les paysages. Il est intéressant de discuter de la façon dont a été obtenue l'image : est-ce une vue d'avion, ou d'un des robots américains « Opportunity » ou « Spirit »? Il s'agit en fait d'un satellite européen de la mission mars Express. En effet les robots Opportunity et Spirit ont été envoyés par la Nasa, mais ils sont repérés par le satellite européen. Quel type de paysage terrien rappelle cette image? La discussion à l'oral peut être beaucoup plus riche que les suggestions de questions à l'écrit. Démarche pédagogique Il s'agit d'un exercice d'interprétation guidée d'une image. Il peut être fait à la maison. Il existe de très nombreuses images disponibles. Celle-ci est libre de droits ; il en existe de nombreuses autres meilleures pour une utilisation en classe. On peut aussi fournir une image d'une vallée terrienne. Il existe aussi des photos récentes qui montrent des figures de débâcles, à rapprocher des débâcles sur la banquise sur Terre. On pourrait donc fournir les deux types d'images à deux grands groupes d'élèves puis faire présenter à un élève de chaque groupe son image et son interprétation. Suggestions de consigne : "Write a comment of the picture, using the words "valleys" "water" " to carve out". Express a possibility." ou bien : "Does the picture remind you of a place on Earth ? Where ? Do you have an idea of what formed that landscape ?" C'est mieux à l'oral. Ou "Compare the two pictures. What does the comparison suggest ?" On peut fournir d'autres verbes : to shape, to erode (nettement plus rare). Mais l'eau n'est visiblement plus dans ces vallées. Y-a-t-il actuellement de l'eau sur Mars ? On peut présenter la vidéo des premiers résultats de la mission mars Express (mission qui a fourni l'image précédente), que l'on peut lire en ligne sur le site de l'ESA. Malgré des données techniques qui ne sont pas du niveau des élèves de seconde, ils peuvent comprendre, surtout s'ils sont guidés par des questions, quelles avancées ont été réalisées : il s'agit de la détection d'eau sous forme de glace, et de l'utilisation d'une nouvelle caméra qui offre les premières images en trois dimensions. Cette vidéo est aussi l'occasion de montrer la coopération européenne puisque les différents chercheurs qui s'expriment sont de différentes nationalités. En conclusion de cette deuxième séance, on voit donc que l'eau liquide n'est pas, ou plus, en surface de Mars. Démarche à propos de la vidéo (ESA) On peut présenter la vidéo simplement en disant que l'on dispose de données plus récentes que le texte "water on Mars" sur la présence d'eau sur Mars ou bien remarquer sur une image des calottes de Mars qu'une image ne permet pas de distinguer la glace carbonique et la glace d'eau Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 7 - distinction qui sera faite dans la vidéo. Deux séquences se distinguent : Premier extrait (0:00 à 2:18). Le directeur de l'ESA est enthousiaste et dit qu'il y a des résultats très intéressants, et la vidéo enchaîne sur les résultats d'une équipe française qui montrent qu'il y a de la glace solide dans la calotte Sud. (the results show "the long supposed existence of water ice"). Second extrait (3:28 à 5:22) montre les nouvelles images 3D et en couleur, et de bonne résolution, de la surface de Mars. Cet extrait n'est qu'indirectement relié à la problématique de l'eau, néanmoins on peut établir un lien avec la problématique traitée puisque certains reliefs, comme on l'a vu sur l'image (document 3), semblent dus à la présence d'eau. Après une première écoute, on peut distribuer la feuille de compréhension orale et réécouter le document. (voir fiche de compréhension) Séance n° 3/3 L'eau dans le système solaire : qu'en est-il des corps telluriques ? Matériel nécessaire Un ordinateur relié à internet et des enceintes. Thèmes(s) abordés Indices de présence d'un océan sur Europe Documents et supports Support documentaire Cosmic Ocean Nature : émission radio de vugarisation scientifique. Date : 18 mars 2004 Auteur : Leo Enright Remarques : il s'agit d'une longue émission, mais la séquence utilisée est très courte. Source : Extrait d'une émission appelée "Cosmic Ocean" du 18 mars 2004 de Leo Enright de la BBC, archivée sur le site de BBC 4. Objectifs Objectifs disciplinaires l peut y avoir de l'eau liquide sous la croûte glacée d'Europe. Dimension culturelle/interculturelle/interdisciplinaire Si l'émission avait été en France, le présentateur se serait peut-être positionné à la pointe du Raz ou à Ouessant, ; ici il est dans le Connemara. Activité(s) langagière(s) dominante(s) travaillée(s) dans la séance Compréhension de l'orale Prérequis Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 8 Prérequis dans la discipline C'est bien si les élèves savent déjà qu'Europe est un satellite de Jupiter (document 1), cependant c'est dit dans la séquence. Il y a une référence à la région du Connemara, qu'il faut donc penser à situer sur une carte pour les élèves. Prérequis linguistiques Etre capable de tirer les informations principales dans son domaine de compétence d'une émission de radio (voix standart) Connaître les mots suivants (to melt, to freeze, the sea floor, thin, smooth) Exploitation pédagogique Notions centrales On pense qu'il y a un océan de grand volume sous la croûte glacée d'Europe. Démarche pédagogique Lors d'une troisième séance, on peut élargir la question aux autres corps telluriques et notamment présenter Europe via une séquence audio des archives de la BBC. La séquence décrit la surface d'Europe, glacée et fissurée comme par des épisodes de fusion et recongélation. On se demande s'il y a de l'eau liquide au-dessous, et peut-être de la vie. Selon le temps disponible, l'intérêt des élèves, on peut alors se demander si la vie est possible sans lumière solaire, sous une couche de glace? Et faire faire un petit exposé à deux ou trois élèves sur la vie sous-marine près des fumeurs noirs : les "hot vents". (Cet exposé devra avoir été préparé avant). On en conclura que la vie est possible sans lumière solaire, et donc qu'elle est possible sur Europe. Exploitation du document de la BBC On peut avoir demandé au préalable à un élève ou un groupe d'élève de préparer une brève présentation des "hot vents", sources chaudes terrestres où la vie se développe en l'absence de lumière. L'extrait intéressant se situe à la minute 17:10, puis de 18:50 à 19:33 Après avoir conclu au sujet de Mars, on s'intéresse à un autre corps qui présente de l'eau glacée en surface : Europe. Différentes possibilités existent : présenter une autre image d'Europe (il en existe de nombreuses accessibles sur internet et utilisables en classe) pour les aider à comprendre le document audio. En particulier une image présente ce qui semble être une paléodébâcle glaciaire. Ou bien, grâce au document audio, demander aux élèves d'identifier Europe parmi plusieurs photos, et de justifier : ils devront choisir une planète qui présente une surface craquelée (cracks) et sans cratères s'ils ont bien compris. On peut aussi demander aux élèves de choisir dans une liste les adjectifs qui s'appliquent à la surface d'Europe ; ils devront retenir : >bright, smooth (et non ancient). On peut ensuite présenter un schéma muet en coupe de la surface d'Europe et les faire légender avec : rocky sea floor, liquid water, ice, et les hauteurs estimées (100 km ; 10 km de glace). On revient alors à la problématique de départ : pourrait-il y avoir de la vie dans cette eau liquide ? Certains ne devraient pas manquer de remarquer que la lumière ne pénètre pas sous une telle couche de glace (surtout si le chapitre intervient après les notions autotrophie/hétérotrophie). On peut alors faire intervenir l'exposé, qui montrera que la vie peut se développer sans lumière. On pourra alors demander une conclusion générale aux élèves, et éventuellement parler de Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 9 planètes extra système solaire. Documents et ressources Fiche de renseignement élève pour la recherche Internet sur le sytème solaire ● recherche_internet.doc Water on mars ● water_on_mars_texte.doc Image de la Planète Mars ● water_on_mars_image.doc Source : www.emilangues.education.fr/ressources-pedagogiques/sequences/disciplines-non-linguistiques/leau-dans-le-systeme-solaire 10
