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UE 116 TD 1 Sciences de la Terre Les concepts mobilisés dans les explications des phénomènes volcaniques et sismiques. I.
Nos représentations initiales Support Affiches/ Comparaison Travail par groupe : Représenter la Terre en coupe en indiquant sa structure interne et placer sur votre schéma le volcanisme II.
Les savoirs scientifiques à maîtriser A/ Volcanisme Savoir définir volcan / volcanisme 1
Volcan : point de sortie de magma à la surface du globe. L’accumulation de matériaux constitue un édifice volcanique. Volcanisme : Le volcanisme est l’ensemble des phénomènes qui accompagnent les remontées de magma dans un volcan. La volcanologie est l’étude de ses phénomènes. Un volcanologue est le chercheur qui les étudie, afin, entre autres, de mieux connaître la dynamique des volcans et prévoir les futures éruptions. Répartition des volcans actifs sur le globe 2
!Les volcans actifs sont alignés dans certaines régions du globe terrestre : - au milieu des océans dans l’axe des dorsales ( rift), on observe une activité effusive, avec production de roches de type basalte. - Sur les continents, autour de l’océan pacifique ( ceinture de feu du pacifique) et le long de grandes cassures ( Cordillères des Andes), on observe une activité explosive, avec production de laves de type andésite. ! Certains ne sont pas alignés mais isolés au milieu d’une plaque : les volcanologues parlent de volcanisme de point chaud. Le magma ( définition, formation) http://www.universcience-­‐vod.fr/media/1555/d-­‐ou-­‐vient-­‐le-­‐magma-­‐-­‐.html
Fusion partielle des péridotites 3
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Dynamique éruptive : deux grands types de volcanisme Le volcanisme effusif, le volcanisme explosif 5
Les risques volcaniques : prévision, préventions http://www.universcience-­‐vod.fr/media/1351/les-­‐risques-­‐volcaniques.html B/ Activité sismique 6
Savoir définir un séisme Séisme : Ebranlement brutal du sol par rupture profonde de l’écorce terrestre. Le point de rupture est appelé foyer. Le point en surface à la verticale du foyer correspond à l’épicentre. Origine des séismes Comment les mesurer ? avec des sismographes, échelles de mesures ( MSK et Richter) 7
Répartition géographique des séismes 8
Les risques sismiques, prévisions, préventions Les risques sismiques pour l’Homme. A. Evaluer les zones à risques. ! Définition du risque sismique: éventualité qu’un séisme important survienne, entraînant des dégâts humains et matériels. ! Définition de l’aléa sismique: probabilité de survenue d’un séisme en un lieu donné. • On recense le lieu, la magnitude des séismes passés, on détermine ainsi les zones où les aléas sismiques sont les plus importants. • On note aussi la nature géologique des terrains. • L’impact d’un aléa sismique donné dépendra aussi de l’occupation humaine. B. Prévenir le risque sismique ! Définition de la prévention du risque sismique : ce sont des mesures prises par l’Homme, destinées à empêcher ou diminuer le risque sismique. • La prévision des séismes est difficile. A court terme, elle est impossible actuellement . • La prévention sismique est basée sur l’information et l’éducation des populations ( zones à risques à éviter, constructions parasismiques, conduites à tenir avant, pendant et après les séismes). • Des plans d’aménagement du territoire sont mis en place, ainsi que des plans de secours et des plans d’évacuation des populations. C/ La théorie de la tectonique des plaques Vue par Scrat ( vidéo) http://www.youtube.com/watch?v=Bgnq4yhfje4 Naissance de la théorie -­‐ Antiquité, vision de Descartes Antiquité La vision des Anciens Tout commence au VIe siècle avant Jésus-­‐Christ, lorsque les premiers philosophes vivant sur le pourtour de la Méditerranée, tels Thalès (v.625-­‐v.547 av. J.-­‐C.), Anaximandre (v.610-­‐v.547 av. J.-­‐C.), Pythagore (v.570-­‐v.480 av. J.-­‐C.), puis Platon (428-­‐348 av. J.-­‐C.) et Aristote (384-­‐322 av. J.-­‐C.), s’interrogent sur le fonctionnement de la nature. Pour eux, la Terre est ronde et se maintient en équilibre, sans aucun support physique, au centre du Ciel lui aussi sphérique. Pour Aristote, au IVe siècle av. J.-­‐C., la Terre est exclusivement formée de l’élément terre ; elle est entourée d’eau, puis d’air et enfin d’une couche de feu. Au delà, c’est le monde des astres et de l’éternité. La partie superficielle du globe contient des cavités internes et des canaux. Le vent (ou souffle interne), sortant des cavités, 9
provoque des tremblements de terre. Lorsqu’il est broyé en petites particules, il prend feu et donne des volcans. Figure 1. La stratification du monde d’Aristote Cette vision de la Terre perdure pendant toute l’Antiquité et le Moyen Age. Descartes 1644, il est le premier a imaginé le monde souterrain, composé de différentes concentriques. 10
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-­‐ Début XXes : la dérive des continents, à l’origine de la tectonique des plaques, confrontation des idées de Wegener avec Jeffreys Wegener s’appuie sur des faits d’observations ( fossiles, traces de glaciation, pourtours des côtes de chaque côté de l’océan atlantique) et émet l’idée d’un unique continent la Pangée qui se serait disloqué par la suite. Alfred Wegener Harold Jeffreys -­‐ les apports de la sismologie : découverte des discontinuités du globe ( le Moho) 12
Variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur 13
-­‐ 1960, Hess formule l’idée de l’expansion des fonds océaniques 14
-­‐ 1970, l’exploration des fonds marins : découverte des fosses océaniques, apports des données sismiques sous les fosses océaniques 15
-­‐ Modèle actuel éprouvé de « la tectonique des plaques » Les plaques lithosphériques sont en mouvements et sont responsables des activités volcaniques et sismiques du globe. http://www.youtube.com/watch?v=DdIUuUY0L9c
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III.
Représentations des élèves A/ Quelques productions élèves Volcans en coupe vus par des élèves de cycle 3 18
B/ Connaissances exigibles au cycle 3 BO janv 2012 19
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