Le mouvement des plaques lithosphériques

Problème : Comment les scientifiques ont mis en évidence les mouvements des plaques lithosphériques?

Objectif de la séance: Expliquer les différents arguments qui ont permis de démontrer les mouvements des plaques lithosphériques. Compétences: - Travailler en autonomie afin de répondre à un problème - Organiser son travail en groupe afin de rendre un travail commun

Atelier 4

Atelier 3

Atelier 1

Atelier 2

1ère spé SVT, Mme Delmaestro

1ère page

Atelier 1 : L’étude des sédiments marins

Travail à réaliser : Exploiter l'ensemble des ressources disponibles dans cet atelier afin de pouvoir expliquer cette méthode et les résultats aux camarades de votre groupe.

Sur Tectoblog

Comment obtenir les données sur les sédiments marins ?

Etudier l'âge des sédiments marins

Les sédiments marins

L’âge du plancher océanique est déterminé de manière indirecte notamment grâce à l’âge biostratigraphique des sédiments au contact des basaltes obtenus par forage. Les fossiles contenus dans les sédiments permettent de dater les sédiments.

Atelier 1

La croûte océanique est tapissée de sédiments marins formés par l’accumulation de squelettes ou tests marins (microcoquilles) (Par exemple : les radiolaires, foraminifères…)

Photo d’un radiolaire spumellaire (source : Muséum national d’Histoire naturelle). Taille : 0,4mm Datation : - 45 millions d’années (Eocène)

Atelier 1

Photos de fossiles de foraminifères

1) Reproduire et compléter le tableau 2) Analyser les données de ce tableau. Que constatez-vous ?

Atelier 1

Tectoglob3D

1) Tracer une coupe allant de la côte Est de l’Amérique du Nord à la côte Nord-Ouest de l’Afrique qui passe par la dorsale océanique médio-Atlantique. Que constatez-vous ? (Âges des sédiments, distance par rapport à la dorsale …) 2) Tracer une coupe allant de la dorsale médio-Atlantique à la côte Africaine 3) A l’aide du profil obtenu calculer la vitesse de déplacement de la plaque lithosphérique. Vous donnerez cette vitesse en cm/an

Sur Tectoglob 3D : Afficher l'âge du plancher océanique : Données affichées Cartes géologiques Age du plancher océanique ActionProfil de l’âge du plancher océanique

Aide

Atelier 1

1ère page

Atelier 2 : L’utilisation des GPS (Global positioning system)

Travail à réaliser : Exploiter l'ensemble des ressources disponibles dans cet atelier afin de pouvoir expliquer cette méthode et les résultats aux camarades de votre groupe. Etapes : 1) Comprendre le principe de la localisation par GPS 2) Lire le contexte des données à analyser par la suite 3) Faire les observations sur Tectoglob3D 4) Exploiter les données des balises GPS

Contexte des données à analyser

Accéder aux données des deux balises

Le principe de localisation par GPS

Sur Tectoblog

Cette technique est réalisée à partir des satellites en orbite autour de la Terre. Des récepteurs placés au sol communiquent avec ces satellites et indiquent en temps réel les coordonnées géographiques (latitude, longitude et altitude) du point où ils se trouvent. Les GPS utilisés pour les mesures scientifiques ont une précision de quelques millimètres, ils servent notamment à mesurer le déplacement des plaques lithosphériques. Les données GPS permettent d’obtenir le mouvement absolu d’une station.

Atelier 2

Etude d’un exemple : les déplacements lithosphériques en Islande

Les données de deux balises seront présentées par la suite. Ces balises sont nommées REYK et HOFN. Elles se situent à deux endroits différents de l'Islande, comme présenté sur la carte ci-dessous.

Atelier 2

Tectoglob3D

1) Sur Tectoglob3D, afficher les limites des plaques (Dans l’onglet données affichées, autres calques : Plaques tectoniques). 2) Sur la carte papier de l’Islande : Indiquer la limite de la plaque au niveau de l’Islande et la localisation des deux stations GPS : REYK et HOFN.

Revoir la carte de l'Islande avec les stations

Atelier 2

Travail à réaliser pour analyser les données : 1) A l’aide des graphiques des balises GPS, déterminer dans quelle direction les plaques Eurasiatique et Nord-Américaine se déplacent (Sud, Nord, Est, Ouest). 2) A l’aide des graphiques des balises GPS, calculer la vitesse de déplacement de la balise HOFN : a. Déterminer si la pente est positive ou négative. Si elle est négative, vous indiquerez un symbole – devant la vitesse. b. Déterminer la distance de déplacement pour la latitude et la longitude sur 20 ans. c. Donner la vitesse de déplacement en mm/an. 3) A l’aide des graphiques des balises GPS, calculer la vitesse de déplacement de la balise REYK. En suivant la même méthode. 4) Présenter les vitesses de déplacement pour les latitudes et longitudes des deux balises dans un tableau. 5) Construire sur la feuille de papier millimétré pour chaque station : Le vecteur vitesse de déplacement. Echelle sur le papier millimétré : 1cm = 5mm Indiquer la vitesse en cm/an et le sens de déplacement de chaque station. Aide : (voir document pour la notion de vecteur) 6) Représenter les deux vecteurs sur la carte

TRACER UN VECTEUR

Atelier 2

Ces données sont disponibles en version papier afin de pouvoir les exploiter plus facilement

Travail à réaliser

Rappels sur la latitude et la longitude :

Atelier 2

Atelier 3 : Les points chauds

1ère page

Travail à réaliser : Exploiter l'ensemble des ressources disponibles dans cet atelier afin de pouvoir expliquer cette méthode et les résultats aux camarades de votre groupe. Etapes : 1) Faire les différentes tâches ci-dessous 2) A l’aide de l’ensemble des informations, expliquer comment l’étude des points chauds permet de montrer le mouvement des plaques tectoniques.

Compléter la carte distribuée

Qu'est ce qu'un point chaud ?

Etude d'un point chaud sur Google Earth

Un point chaud est une région à la surface d'une planète, d'étendue limitée et dont l'activité volcanique intense est due à des remontées chaudes de manteau nommées panaches. De la péridotite chaude provenant du bas du manteau remonte jusqu'à la surface, et provoque un volcanisme assez intense.

Schéma d'un point chaud

Atelier 3

Travail à réaliser pour analyser les données : 1) Ouvrir Google Earth (logiciel ou internet) 2) Télécharger le fichier kmz : Hawaii.kmz 3) Ouvrir le fichier kmz intitulé : Hawaii.kmz, afficher l’ensemble des données du fichier. Localiser Hawaii sur le globe terrestre. 4) Compléter le tableau ci-joint avec les informations disponibles sur Google Earth. 5) Réaliser un graphique de l’âge des volcans selon la distance 6) Déduire la vitesse moyenne de déplacement de la plaque Pacifique durant les cinq derniers millions d’années.

TABLEAU

Google earth

TABLEAU

Aide

Atelier 3

Mesurer la distance de chaque volcan par rapport au volcan nommé « Loihi »

Tableau à compléter :

Atelier 3

Informations à indiquer sur la carte d’Hawaii distribuée : 1) Indiquer l’âge, la localisation et l’activité des volcans étudiés. 2) Indiquer par une flèche le mouvement de la plaque Pacifique. 3) Indiquer la vitesse de déplacement de la plaque

Atelier 3

Atelier 4 : L’étude des anomalies magnétiques

1ère page

Travail à réaliser : Exploiter l'ensemble des ressources disponibles dans cet atelier afin de pouvoir expliquer cette méthode et les résultats aux camarades de votre groupe. Etapes : 1) Faire les différentes tâches ci-dessous 2) A l’aide de l’ensemble des informations, expliquer comment l’étude des anomalies magéntiques permet de montrer le mouvement des plaques tectoniques.

Analyser les anomalies magnétiques

Le champ magnétique terrestre

Méthode d'étude des anomalies magnétiques

La Terre développe un champ magnétique qui lui est propre, d’une intensité moyenne de 47 200 nT (nanoTesla). Certains minéraux ont la capacité d’enregistrer l’orientation d’un champ magnétique extérieur. Par exemple, la magnétite (Fe304) est un minéral possédant sa propre aimantation, les atomes de Fer se comportent alors comme un aimant. Cette orientation reste « enregistrée » dans la roche. Certaines roches sont riches en fer, tels que le basalte.

1) Regarder la vidéo et expliquer le phénomène que vous observez 2) Expliquer pourquoi les basaltes des fonds océaniques enregistrent le champ magnétique terrestre.

Atelier 4

Le basalte est une roche pouvant enregistrer le champ magnétique présent lors de sa cristallisation. Les mesures utilisées pour les profils magnétiques sont effectuées à l’aide d’un magnétomètre tracté par un navire océanographique. Le champ magnétique terrestre peut s’inverser au cours des temps géologiques. Actuellement le pôle magnétique Nord est proche du Pôle Nord géographique, le champ magnétique propre au basalte sera de même orientation que le champ magnétique terrestre. Il s’agit alors d’une anomalie positive. C’est l’inverse si le pôle magnétique est en position opposée à celle d’aujourd’hui, on parle alors d’anomalie négative. L’étude de ces inversions a permis de dater indirectement le plancher océanique.

Profil magnétique obtenu au niveau de la dorsale près de l’Islande

Atelier 4

1) Observer l’âge du plancher océanique et les inversions magnétiques par rapport à la dorsale. Que constatez-vous ? 2) A l’aide du profil magnétique, calculer les vitesses de déplacement des plaques à l’Ouest et à l’Est des dorsales en cm/an 3) Déterminer le mouvement des plaques par rapport à la dorsale 4) Calculer la vitesse d’expansion totale de la dorsale en cm/an (somme de la vitesse des plaques)

Aide

Atelier 4

Travail à réaliser pour analyser les données : 1) A l’aide des graphiques des balises GPS, déterminer dans quelle direction les plaques Eurasiatique et Nord-Américaine se déplacent (Sud, Nord, Est, Ouest). 2) A l’aide des graphiques des balises GPS, calculer la vitesse de déplacement de la balise HOFN : a. Déterminer si la pente est positive ou négative. Si elle est négative, vous indiquerez un symbole – devant la vitesse. b. Déterminer la distance de déplacement pour la latitude et la longitude sur 20 ans. c. Donner la vitesse de déplacement en mm/an. 3) A l’aide des graphiques des balises GPS, calculer la vitesse de déplacement de la balise REYK. En suivant la même méthode. 4) Présenter les vitesses de déplacement pour les latitudes et longitudes des deux balises dans un tableau. 5) Construire sur la feuille de papier millimétré pour chaque station : Le vecteur vitesse de déplacement. Echelle sur le papier millimétré : 1cm = 5mm Indiquer la vitesse en cm/an et le sens de déplacement de chaque station. Aide : (voir document pour la notion de vecteur) 6) Représenter les deux vecteurs sur la carte

Pour la latitude : • si la vitesse est positive, le déplacement se fait vers le Nord • si la vitesse est négative, le déplacement se fait vers le Sud Pour la longitude : • si la vitesse est positive, le déplacement se fait vers l’Est • si la vitesse est négative, le déplacement se fait vers l’Ouest