Dynamique interne 4ème

Nous avons vu en 5ème le volcanisme et nous venons d'étudier les séismes.Mais quelle est l'origine de ces phénomènes géologiques majeurs?

Chapitre 2:

La dynamique interne de la Terre

Index

I- Localisation des phénomènes géologiques majeurs

II- Voyage au centre de la Terre

III- Ca bouge sous nos pieds

1- La théorie de la dérive des continents

2- Mise en évidence récente du déplacement des plaques

IV- Origine et devenir des plaques lithosphériques

1- Divergence

2- Convergence: les fosses océaniques

3- Convergence: les chaines de montagnes

V- L’énergie interne de la Terre

Map

Vidéo

Puzzles

Fiche de révisions

Pb : comment sont répartis les séismes et les volcans à la surface de la Terre?

I-

Localisation des phénomènes géologiques majeurs

Consigne:

A l'aide de Tectoglob3D: 1- Reporte sur la carte la répartition des séismes. 2- Sur la même carte reporte les principaux volcans. 3- Réponds au quizz suivant:

Aides

Carte

Retour

Légende : • Les dorsales océaniques : Ce sont des reliefs des fonds océaniques qui peuvent atteindre plus de 2 000 m de profondeur avec une longueur totale de plus de 65 000 km. Elles sont le siège d’une intense activité géologique. Exemples: la dorsale atlantique, la dorsale pacifique, etc. • Les fosses océaniques: Ce sont des zones profondes (de - 4 500 m à -11 000 m) et étroites (100 à 200 km de large), bordant soit un continent, soit un ensemble d’arc d’îles en plein milieu d’un océan. Elles sont également le siège d’une importante activité géologique. Leur longueur totale est de 37 000 km. Exemples: fosse du Japon, fosse des Mariannes, fosse de Kermadec. • Les chaînes de montagne: Ce sont des reliefs continentaux plus ou moins escarpés, dont l’altitude dépasse souvent 4 000 m. Exemples, Alpes, cordillère des Andes, Himalaya. •Les rifts intra-continentaux: Un rift continental est une région d'un continent où la croûte terrestre s'amincit en formant en surface un fossé d'effondrement

Consigne:

A l'aide de Tectoglob3D: 1- Complète la carte suivante. 2- Sur la carte indique à l'aide de flèche si la limite entre les plaques correspont à une limite divergente, convergente ou transformante

A retenir

Définitions :- Une plaque : est une zone de la surface de la Terre peu ou pas active délimitée par une zone active (séismes, volcans, chaînes de montagnes, …) -convergence: rapprochement de deux plaques. -divergence: écartement de deux plaques. Bilan: La répartition des séismes et du volcanisme à la surface de la Terre permet de délimiter de grandes zones stables, appelées plaques. La limite de ces plaques est géologiquement très actives (activités volcaniques et sismiques importantes).

II-

Pb: comment établir la structure des plaques en profondeur?

Voyage au centre de la Terre

Peninsule de Kola en Russie

Durant la guerre froide, l’Union soviétique vient de perdre la bataille de l’espace, puisque l’Américain Neil Armstrong a marché sur la Lune, le 21 juillet 1969. Tant pis ! Les Soviétiques gagneront une autre bataille : celle du trou le plus profond jamais creusé. 12 262 mètres (pour 23 cm de diamètre)de profondeur en 1992 date de l'arrêt du forage.

Ce forage reste tout de même très éloigné du centre de la Terre, situé à 6 371 km de profondeur!!!

On est donc jamais allé plus loins que 12 km alors comment savoir ce qu'il y a à l'intérieur de la Terre

On sait depuis 200 ans que la densité totale de la Terre> densité de la croute. Cela veut dire qu'il y a des choses plus dense au centre que nous ne voyons pas.

On connait également la composition des météorites qui se sont amalgamées pour former la Terre. Et on remarque qu'il manque beaucoup de fer.

Dernier élément nous permettant de connaitre la structure de la Terre: l'étude de la vitesse des ondes sismiques

En créant des séismes artificiels et en analysant les données des sismographes, les scientifiques ont pu ausculter la Terre en profondeur. Le document suivant est la somme de multiple enregistrements de la vitesse de propagation des ondes sismiques en fonction de la profondeur sous les continents et les océans.

Info

Consigne: décrire la variation de la vitesse des ondes sismiques en fonction de la profondeur. Puis j'ai indiqué comment évoluait la densité des roches traversées par ces ondes.

Une variation lente de la vitesse de propagation des ondes sismiques indique une variation de la rigidité des matériaux. Lorsque la vitesse de propagation des ondes sismiques diminue, la rigidité diminue (la roche devient plus « molle ») et inversement cette vitesse de propagation des ondes sismiques augmente lorsque la rigidité augmente (la roche est « dure »).

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Définitions: -asthénosphère: partie située sous la lithosphère, moins rigide, qui s’étend jusqu’à environ 700km de profondeur. -lithosphère: partie superficielle très rigide de la Terre. Epaisseur: environ 70 à 150km. Bilan: Les variations des ondes sismiques en profondeur permettent de distinguer deux parties: la lithosphère et l’asthénosphère. La surface de la Terre est découpée en plaques lithosphériques rigides, de 100km d’épaisseur en moyenne, qui repose sur l’asthénosphère moins rigide.

III-

S'il y a des séismes autour des plaques c'est qu'il y a du mouvement!Pb: comment observer ces mouvements?

Ca bouge sous nos pieds!

1- La dérive des continents

La surface de la Terre n’est pas un bloc immobile, mais une série de plaques qui dérivent les unes contre les autres. Cette théorie a été proposée par l’allemand Alfred Wegener en 1912. Il s’appuie sur plusieurs observations pour émettre son hypothèse: « La première idée des translations continentales me vint à l’esprit en 1910. En considérant la carte du globe, je fus subitement frappé de la concordance des côtes de l’Atlantique mais je ne m’y arrêtai point tout d’abord, parce que j’estimai de pareilles translations invraisemblables. En automne 1911, j’eus connaissance (…) de conclusions paléontologiques admettant l’existence d’une liaison ancienne entre le Brésil et l’Afrique. Cela m’engagea à faire un examen préalable et sommaire des résultats connexes au problème des translations. » « Tout se passe comme si nous devions rassembler les morceaux déchirés d’un journal sur la seule base de leurs contours pour vérifier ensuite seulement que les lignes imprimées se raccordent correctement. Si tel est bien le cas, il ne reste plus qu’à conclure que les morceaux étaient, en effet, disposés ainsi. Quand bien même nous ne disposerions que d’une seule ligne pour procéder à cette vérification, nous aurions une probabilité très grande de tomber juste ; mais en présence de n lignes, cette probabilité est élevée à la n-ième puissance. » « Du moment que les translations continentales se sont produites au cours des longues périodes géologiques, il est probable qu’elles durent encore. Il s’agit seulement de savoir si ces mouvements sont assez rapides pour qu’on puisse les déceler à l’aide de mesures astronomiques répétées dans un intervalle de temps relativement court. » Wegener Alfred, La genèse des continents et océans, Bourgois, 1990.

Consigne: Détermine l'hypothèse de Wegener. Puis à l'aides documents suivant indique quels ont été ses arguments.

Répartion de certains fossiles

Répartion de certaines trace glaciaire

Répartion de certaines roches

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Correction: Wegener suppose que les continents étaient regroupé entre eux formant une masse continentale unique. Il s'est basé sur la forme des continents, la présence de fossile similaire sur différents continents, sur l'étude de trace glaciaire concordante sur différents continents et sur l'étude des roches anciennes.

A retenir

A retenir

Bilan: Wegener au 20ème siècle émit l’idée d’un déplacement des continents, en s’appuyant sur la complémentarité de certains continents et sur la présence de fossiles identiques sur des continents séparés par la mer.

III-

S'il y a des séismes autour des plaques c'est qu'il y a du mouvement!Pb: comment observer ces mouvements?

Ca bouge sous nos pieds!

2- GPS

Le fonctionnement d'un GPS

Consigne: 1- Indiquer comment évolue la distance entre La Rochelle (France) et Montréal (Canada) au cours du temps. 2-Indiquer comment évolue la distance entre Nouméa et Tahiti au cours du temps. 3- Identifier le type de mouvement mis en évidence dans chaque cas. Justifier sa réponse.

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Bilan: Les plaques se déplacent de quelques centimètres par an sur l’asthénosphère. Les plaques s’écartent au niveau des dorsales et se rapprochent au niveau des fosses océaniques et des chaînes de montagnes.

On va donc utiliser tous les indices que nous avons à notre disposition afin d’établir une théorie qui permet d’expliquer l’ensemble.

Situation problème: il est impossible de voir ce qui ce passe en profondeur. Alors comment faire pour expliquer les structure visible en surface?

1- Divergence

2- Convergence: les fosses océaniques

3- Convergence: les chaines de montagnes

1- Divergence

-L’âge des roches -Le relief -L’activité géologique: séismes, volcans -Des échantillons de roches

Consigne: 1- Utiliser Tectoglob3D, mesurer la distance par rapport à l’axe de la dorsale (centre de l'océan Atlantique, en vert) afin de trouver l’âge des roches afin de compléter le tableau. En suivant un axe partant du point: (30°N; -80°E) et arrivant à (17°N; -17°E). 2- Faire le graphique de l'âges des roches en fonction de l'axe de la dorsale (histogramme) 3- Comment se répartis l'âge des roches en s'éloignant de la dorsale? 4-Quel(s) événement(s) géologique(s) trouvons nous au niveau des dorsales? 5- Proposer une hypothèse sur ce qui se passe au niveau d'une dorsale océanique.

Paramétrage

Tableau

Graphique

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Correction: On suppose que les plaques s’écartent l’une de l’autre laissant remonter l’asthénosphère et donc du magma au niveau de la dorsale (volcan, formation de pilowlava) produisant ainsi petit à petit une nouvelle lithosphère. Ce phénomène se déroulant depuis des millions d’année nous avons une plaque lithosphérique océanique qui s’est formée.

Schéma d'interprétation des mécanismes d'une dorsale

A retenir

Définition: -Accrétion océanique: formation de la lithosphère au niveau d’une dorsale océanique. Bilan: Au niveau des dorsales océaniques, les plaques lithosphériques se forment et s’écartent. Ces mouvements de divergence provoquent l’ouverture des océans.

2- Convergence: les fosses océaniques

-L’âge des roches -Le relief -L’activité géologique: séismes, volcans -Des échantillons de roches

Consigne: 1- Utiliser Tectoglob3D, pour faire la coupe [AB] sur son cahier et indiquer les foyers sismiques. 2- Comment se répartis les foyers sismiques au niveau de la fosse océanique? 3- Proposer une hypothèse pour expliquer cette disposition des foyers sismiques. Pour t'aider, tu peux passer en mode 3D (onglet option). 4-Que peut faire la lithosphère agée de plus de 100Ma.

Densité

Paramétrage

Coupe

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Définition: -subduction: enfoncement puis disparition de la lithosphère océanique au niveau d’une fosse océanique. Bilan: Au niveau des fosses océaniques, les plaques lithosphériques se rapprochent (mouvements de convergences) et finissent par disparaître dans l’asthénosphère.

3- Convergence: les chaines de montagnes

-L’âge des roches -Le relief -L’activité géologique: séismes, volcans -Des échantillons de roches

Consigne: 1- Utiliser Tectoglob3D, pour faire la coupe [CD] sur son cahier et indiquer les foyers sismiques. 2- Comment se répartis les foyers sismiques au niveau de la chaine de montagnes? 3- Proposer une hypothèse pour expliquer cette disposition des foyers sismiques. Pour t'aider, tu peux passer en mode 3D (onglet option). 4-Comment expliquer la présence de pillowlava et de fossile de poisson marin en haut des montagnes?

Densité

Observations

Paramétrage

Coupe

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Définition: -collisions: choc de 2 continents suite au rapprochement de 2 plaques et à la fermeture d’un océan. Bilan: Du fait de la subduction, des océans se referment et les continents se rapprochent. Les chaînes de montagnes résultent de la collision des continents.

Chenaillet (Alpes)

Pb : Quel est le moteur de ces mouvements?

V-

L’énergie interne de la Terre

Consigne: A partir des documents, donne une hypothèse expliquant les mouvements de la lithosphère

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Définitions: -convection: transfert de chaleur, par déplacement de matière, d’une zone chaude vers une zone froide. -flux thermique: déplacement de chaleur. -radioactivité: phénomène qui se produit pour certains éléments dont le noyau atomique se désintègre en se transformant en un autre élément. Il émet un rayonnement et libère de l’énergie. Bilan: La mobilité des plaques terrestres est due à la dissipation de l’énergie interne de la Terre, produite grâce à la radioactivité, qui se disperse sous forme de flux thermique (chaleur) associé à des déplacements de matière.

-Donnée affichées=> Autres calques de données=> Plaques tectonique -Données affichées=> Foyers sismiques -Action=> Tracer une coupe au niveau de la Cordillère des Andes (Amérique du Sud): A: coordonnées -20°N -80°E B: coordonnées -20°N -60°E -Réglages/ paramètre => N’exagérer que le relief

Huile

Eau

Huile

Eau

Aides tectoglobe 3d:

Pour visualiser les volcans:-Cliquer sur "Données affichées" puis "Volcans"

Pour visualiser les les séismes:-Cliquer sur "Données affichées" puis "Foyers sismiques"

Démarche à suivre

-Donnée affichées=> Autres calques de données=> plaques tectonique -Données affichées=> Foyers sismiques -Action=> Tracer une coupe au niveau de l’Hymalaya (Asie) C: coordonnées 20°N 80°E D: coordonnées 40°N 70°E -Réglages/ paramètre => N’exagérer que le relief

A la fin du chapitre 2: la dynamique interne de la Terre

Je dois savoir répondre à:

-Comment sont répartis les séismes et les volcans à la surface de la Terre? -Comment établir la structure des plaques en profondeur? -Comment observer ces mouvements? -Il est impossible de voir ce qui ce passe en profondeur. Alors comment faire pour expliquer les structure visible en surface? -Quel est le moteur de ses mouvements?

Je dois connaitre les définitions de:

plaque, convergence, divergence, asthénosphère, lithosphère, accrétion, subduction, collision, convection, flux thermique, radioactivité

Je dois savoir faire:

-Utiliser Tectoglobe 3D -Me repérer grace à des coordonnées -Interpréter des vitesses sismiques -Tracer une coupe transversale -Tracer un graphique -Extraire des informations de documents.

-ajouter sur le globe l’âge du plancher océanique (données affichées=> cartes géologiques=> âge du plancher) -ajouter sur le globe la type de limites de plaques tectonique (données affichées=> Autres données=> plaques tectoniques) -Pour mesurer la distance par rapport à l’axe de la dorsale afin de trouver l’âge des roches et compléter le tableau (actions=> mesurer une distance)

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