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QCM la naissance d'une idée : la dérive des continents
QCM pour la classe sur learning apps
Vous trouverez en fichier joint tout en bas de la page : Le cours chap 1 (une fois que celui-ci sera terminé) / Le diaporama du cours / Les TP et les activités
Introduction :
1°) Quelques rappels de collège
Recueil des conceptions : coupe de la Terre avec les plaques schématisées
2°) Qu’est-ce qu’un modèle ?
Ce qu’il faut retenir :
Un modèle est une représentation du réel qui sert à décrire, expliquer, prévoir et qui se construit à partir de faits observables.
Il a des limites : il est partiel et il peut être remis en cause par de nouveaux faits.
3°) La vision de la géologie avant Wegener (1912) :
Act 1 (voir fichier joint) Voici des travaux bien réalisés
Avant le XIXè s la géologie n’existe pas. Les phénomènes tels que les éruptions volcaniques ou les séismes sont des phénomènes mystiques. Pour certains, les montagnes sont dues à des tremblements de terre gigantesques qui ont soulevé les roches.
Descartes au XVIIè s pense que la Terre est l’équivalent d’un soleil refroidi. La théorie du feu central est élaborée : l’intérieur de la Terre est brulant et liquide et l’extérieur froid et contracté.
Au début du XXè s pour les géologues, les montagnes se forment par refroidissement de la croûte terrestre et les plis sont dus à la contraction des roches sur elles-mêmes.
Les continents sont immobiles mais devaient être plus importants auparavant, ils se sont effondrés en leur milieu pour former les bassins océaniques.
Ce qu’il faut retenir :
Ø La Terre est en train de se refroidir : la croûte se contracte, ce qui crée des reliefs (fruit ridé).
Ø Les continents se sont effondrés en leur milieu -> création des bassins océaniques (Eduard Suess - 1890)
I- Comment est né le modèle de la dérive des continents ?
► Comprendre la naissance d’un modèle et ses controverses
TP 1 : les arguments de Wegener et de ses opposants
Ce qu'il faut retenir :
II- Comment l’étude des ondes sismiques a-t-elle permis d’en savoir plus sur la structure de la Terre ?
► Comprendre ce qu’a apporté les études sismiques sur la connaissance des profondeurs de la Terre.
Ø Lieu de rupture des roches en profondeur sous l’effet de contraintes : foyer
Ø Energie libérée par le séisme : magnitude
Ø Lieu en surface situé à la verticale du foyer, c’est l’endroit où les dégâts sont les plus importants : épicentre
Ø fracture de terrain le long d'un plan avec déplacement vertical ou horizontal des compartiments situés de part et d’autre de la fracture : faille
Ø Valeur définie en un lieu en fonction des dégâts causés par le séisme : intensité
Plus on s'éloigne de l'épicentre et moins les dégâts sont importants car les ondes sismiques s'atténuent au fur et à mesure de leur propagation.
Le graphique présente un sismogramme, on voit que les ondes P arrivent en 1er : ce sont les ondes les plus rapides. Les ondes S arrivent en 2ème puis les ondes de surface sont les plus lentes, elles arrivent en dernier.
TP2 : l'étude des ondes sismiques
Activité 2
Correction de la partie 2 :
h=11 km
V = 1 / 0.16 km/s (on se sert des résultats obtenus dans la partie 1)
σt = Tpmp – Tp sachant que Tpmp = 3h 12 min 18.540 s et Tp = 3h 12min 15.580 s soit σt = 18.540 – 15.580 = 2.96 s
∆ = 63.3 km
Calculons certaines valeurs :
V. σt = 2.96/0.16 = 18.5
h2 + ∆2 = 4127.89
∆2 = 4006.89
En appliquant la formule pour calculer H on trouve H = 32.14 km
Grâce à l'étude des ondes P il y a donc une discontinuité découverte par Mohorovicic à cette profondeur. On l'appelle le MOHO.
Ce qu'il faut retenir :
Il existe plusieurs types d’ondes sismiques : les ondes P, S (ondes se propageant dans la Terre) et des ondes de surface.Les ondes P* (ou premières ) sont les plus rapides .et arrivent avant les ondes S* (secondes). Les ondes P se propagent dans tous les milieux, les ondes S seulement dans les solides.
On associe aux ondes sismiques des rais sismiques* : ce sont des lignes perpendiculaires à la surface de propagation d'onde le long de laquelle se déplace l'énergie. Les rais se comportent comme des rayons lumineux et suivent les lois de l’optique.
Discontinuité
Quand elles parviennent à une discontinuité* (surface séparant 2 milieux aux densités différentes) certains ondes sont réfléchies, d’autres sont réfractées.
Les ondes d’un séisme sont enregistrées sur quasiment toute la surface du globe, sauf dans une zone qu’on appelle « zone d’ombre* ». La présence de cette zone d’ombre montre que les ondes sont réfractées par une discontinuité située à environ 2900 km de profondeur. Cette discontinuité est la limite entre le manteau et le noyau : c’est la discontinuité de Gutenberg*.
Les ondes réfléchies parviennent à nouveau au sismomètre mais en retard par rapport aux ondes directes : elles permettent de repérer la profondeur des discontinuités. Mohorovicic, en 1909, découvre, en étudiant des sismogrammes, une discontinuité située à environ 30 km de profondeur. Cette discontinuité est appelée le Moho*, elle sépare la croûte du manteau sous-jacent.
Des études ultérieures ont montré que le Moho qui sépare la croûte du manteau est situé à 30 km de profondeur au niveau des continents mais qu’il est situé à 7 km environ sous les océans (sous les chaînes de montagne il est plus profond – jusqu’à 70 km de profondeur)
Activité 3 : reconstitution des couches à l’intérieur de la Terre
Ce qu’il faut retenir
III-Quelles nouvelles connaissances a apporté l’étude des roches (la pétrologie) sur la structure de la Terre ?
Quelques notions :
Ø Il existe 3 types de roches sur Terre, on classe une roche selon son type de formation :
La reconnaissance des différentes catégories de roches -> utile aussi pour la sortie géol (voir doc en bas de page pour la correction)
TP 3 : l'étude microscopique des roches
synthèse des apports de la pétrologie et de la sismologie
Ce qu’il faut retenir :
L’étude des roches a permis d’en connaître plus sur la composition de la Terre.
Il existe 3 types de roches :
Les roches sédimentaires* formées par accumulation de particules (issues de l’érosion, issues du monde vivant ou issues de la précipitation de composés dissous dans l’eau).
Les roches magmatiques* formées lors du refroidissement d’un magma
Les roches métamorphiques* : ce sont des roches sédimentaires ou magmatiques transformées sous l’effet de la pression ou de la température.
Les roches qui composent la croûte terrestre sont des roches magmatiques. On les reconnait car elles sont constituées de cristaux riches en silice principalement.
Lorsque la lave donnant naissance aux roches magmatiques se refroidit lentement les cristaux sont bien visibles : la roche est grenue*, la roche est alors qualifiée de plutonique*. Lorsque la lave refroidit rapidement on ne voit plus que quelques cristaux à l’œil nu (les phénocristaux*), le reste de la roche est constitué d’un verre* (pâte où les atomes ne sont pas cristallisés) et de microlites* (petits cristaux allongés), on dit que la structure est microlitique*, la roche est alors qualifiée de volcanique*.
L’étude des roches montre que :
la croûte continentale est constituée de granite (roche grenue).
la croûte océanique est constituée de basalte (structure microlitique) qui surmonte des gabbros(structure grenue).
le manteau est constituée d’une roche grenue appelée péridotite.
Dans les années 1950 la pétrologie (l’étude des roches) a permis :
de réfuter la théorie des ponts continentaux : les océans ne se sont pas formés suite à l’effondrement des continents puisque croûte océanique et croûte continentale sont formées de 2 roches différentes.
de confirmer l’hypothèse de Wegener : la croûte « légère » repose sur un manteau plus dense. (Wegener parlait de SIAL et de SIMA, on parlera à présente de croûte et de manteau)
Pour en savoir plus
Le microscope polarisant virtuel
Animation : la structure interne du globe
Vos travaux pour réviser :
Diaporama du cours :
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