4°-P2-TH2- série 2 Les volcans

4ème

Exercices de remédiation

Partie 2- THÈME 2 - La Terre, planète dynamique

série 2

Les volcans

Extrait du programme

image par BuyMeCoffee via Pixabay

Contenus pour le professeur :

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Matériel nécessaire : de quoi écrire et ton cerveau !

Exercices réalisés par les professeurs de SVT de l'Académie de DIJON

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Dans ces exercices, tu vas travailler le langage scientifique

Dans ces exercices, tu vas travailler la démarche scientifique

Lire et exploiter des données présentées sous différentes formes

2A3

2A1

2A2

2A5

2A4

Réaliser une synthèse Construire un schéma fonctionnel, classer des informations

Tirer des informations d’un texte

1A3

1A1

1A2

2B1

2B2

Tirer des informations d’un tableau

1B1

1B2

2C5

2C1

Expliquer en utilisant ses connaissances, Proposer une explication ; raisonner pour effectuer un calcul

2C3

2C2

Tirer des informations d’un schéma ou d'une image

2C4

2C6

2D1

Tirer des informations d’une carte

1C2

1C4

1C3

1C1

Répondre au problème initial à partir de données de différents documents

Tirer des informations d’un graphique

1D3

1D2

1D1

Mettre en relation cause – conséquence

Représenter des données sous différentes formes, passer d'une représentation à une autre et choisir celle qui est adaptée à la situation de travail

3A1

3A2

Rédiger un court texte

1E3

1E2

1E4

1E1

Ra502

Critiquer une explication

Réaliser un dessin

3C1

Réaliser, compléter un schéma, un croquis, un plan

3D4

3D1

3D3

3D2

Construire un tableau de données

Construire un graphique

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SUITE

SUITE

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Volcanismes effusif et explosif.

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Des élèves se sont documentés sur des volcans actifs de notre planète et ont conçu un petit jeu de cartes qui est présenté ci-dessous.

Consigne : Trie les volcans des cartes dans un tableau à deux colonnes : une pour le volcanisme effusif et une pour le volcanisme explosif. Sers-toi des caractéristiques des volcans pour identifier le type (effusif ou explosif) auquel ils appartiennent.

Correction

Connaissances qui sont nécessaires à la résolution de cet exercice : Un volcan effusif produit une lave fluide qu’il émet sous forme de coulées qui débordent du cratère assez régulier qui surmonte le cône. Ce cône s’est peu à peu édifié à partir des différentes coulées qui se solidifient en une roche : le basalte. Ce type de volcan est le moins dangereux pour l’Homme et est surtout sous-marin où il produit le basalte du fond marin au niveau des dorsales océaniques. Un volcan explosif produit une lave visqueuse qui fige dans le cratère où elle forme un dôme. Le dôme agit comme un bouchon qui résiste à la pression des gaz jusqu’à ce que celle-ci devienne trop forte et fasse exploser le volcan (nuées ardentes dévastatrices). Ce type de volcan est situé au niveau des zones de subduction en bordure des continents.

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Les manifestations des éruptions de quelques volcans

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Voici quelques descriptions d’éruptions de différents volcans : -Le Piton de la fournaise (île de la Réunion) produit en moyenne une éruption par an depuis deux siècles : au fur et à mesure de ces éruptions successives un édifice volcanique (cône) s’est formé. -La forme plate du Mauna- Loa (Hawaï) est due à la lave fluide qui s’étale tout autour du cratère. -En 1902, un dôme de lave commença à émerger du cratère de la Montagne Pelée (Martinique). -Le lundi 3 juin vers 16 h, une violente explosion se fait entendre. Les deux cratères de l’Unzen (Japon) disparaissent sous un gigantesque « champignon » de fumée noire. -Le Mont St Helens (USA) est un volcan qui s’est formé par l’accumulation de lave visqueuse et de projections. -Le Kraffa est un volcan Islandais ayant eu entre 1975 et 1984, six éruptions ayant émis une lave très peu riche en gaz. -En juin 2006, une nuée ardente dévala les flancs du volcan Mérapi en Indonésie. Les retombées de cendres grises recouvrent une zone de 5 km autour du cratère.

Consigne : Associe chacun de ces volcans à un type d’éruption : effusive ou explosive

Correction

Volcans avec des éruptions explosives : - Montagne Pelèe - Unzen - Mont St helens - Mérapi Volcans avec des éruptions effusives : - Piton de la Fournaise - Mauna- Loa - Kraffa

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Les deux grands types d’éruptions

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Nom du volcan : Pinatubo Région/Pays : Luzon / Philippines Altitude : 1450 m Date de l'éruption : Du 02-04-1991 au 02-09-1991 Lieu de l'éruption : Sommet et flanc nord Cette éruption est l'une des trois plus violentes du 20ème siècle. Elle est précédée, en mars 1991, par de nombreuses secousses sismiques. Puis, le 2 avril des petites explosions se produisent au sommet du volcan. 5000 personnes sont évacuées. La formation d'un dôme de lave débute le 7 juin. 25 000 personnes sont évacuées à leur tour ainsi que les bases militaires américaines du secteur. L'activité explosive culmine le 15 juin. Elle va durer 15 heures pendant lesquelles une immense colonne de cendres va s'élever jusqu'à 40 km d'altitude. À la suite de cet événement, le sommet du volcan s'effondre formant une large caldeira de 2,5 km de large. Des nuées ardentes de 10 à 15 km de longueur s'épanchent sur l'ensemble des flancs du volcan durant les phases explosives entre le 11 et le 16 juin.

Nom : Etna Région/Pays : Sicile / Italie Altitude. : 3340 m Date de l'éruption : Du 11-03-1669 au 15-07-1669 Lieu de l'éruption : Flanc sud (Monti Rossi) Cette éruption est la plus importante des temps historiques sur l'Etna. Elle fut précédée par plusieurs décennies d'intense activité éruptive. En février 1669, de violents séismes ébranlent la zone de Nicolosi sur le flanc sud. L'éruption débute le 11 mars par l'ouverture d'une fissure large de 2 mètres et longue de 12 km entre les altitudes 2800 et 850m ! C'est là, juste au-dessus de Nicolosi, que la lave atteint la surface. Deux énormes cônes se forment et d'énormes quantités de lave très fluides (100m3/s) s'épanchent. La coulée engloutit rapidement plusieurs villages, se sépare en 3 branches dont la principale atteint les remparts de Catane le 12 Avril, à 17 km de la source.

Consigne : 1) Recopie et complète le tableau ci-contre. 2) Les deux extraits suivants présentent les conséquences des éruptions. Associe chacun d’entre eux à un des deux volcans étudiés précédemment.

« La majorité des 800 victimes est due aux chutes de cendres (intoxication et effondrement de toit). » « La ville est partiellement détruite malgré la première tentative de détournement de la coulée de lave. Il n'y a pas de victimes directes. »

Correction

1) Tableau comparatif des deux volcans 2) « La majorité des 800 victimes est due aux chutes de cendres (intoxication et effondrement de toit). » Les cendres sont caractéristique d'un volcan explosif : c'est le volcan Pinatubo. « La ville est partiellement détruite malgré la première tentative de détournement de la coulée de lave. Il n'y a pas de victimes directes. » La lave qui s'écoule est caractéristique des volcans effusifs : c'est le volcan Etna.

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Structure des roches volcaniques et refroidissement du magma

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Voici un document indiquant la structure de la roche en fonction de la profondeur de prélèvement dans la coulée :

Consignes : 1) Indique les différences observées dans la structure de ces deux fragments de roches. 2) À l’aide de tes connaissances, explique l’origine des différences de structure de ces deux échantillons.

Correction

1) L’échantillon prélevé en surface est pauvre en microlithes et riche en verre (pâte sombre) qui est la partie non cristallisée du magma. Au contraire, l’échantillon prélevé à 50 cm sous la surface de la coulée est riche en microcristaux et pauvre en verre. 2) On sait que la formation de cristaux nécessit de la chaleur. Ainsi, les différences s’expliquent par le fait que la lave refroidit plus vite en surface qu’en profondeur, de ce fait la formation de cristaux est faible en surface (peu de microcristaux, beaucoup de verre) et plus importante en profondeur (beaucoup de microcristaux et peu de verre).

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La formation de l’édifice volcanique du Piton de la Fournaise

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

L’île de la Réunion, entièrement volcanique, est constituée de deux volcans : le Piton des Neiges, endormi depuis 20 000 ans et le Piton de la Fournaise, actif depuis plus de 500 000 ans. Ce dernier est l’un des volcans les plus actifs de la planète. Il entre régulièrement en éruption, en moyenne une fois par an.

Consigne : À l’aide de tes connaissances et des documents, explique la formation de l’édifice volcanique du Piton de la Fournaise. Pour cela : 1) Décris la disposition des coulées de lave les unes par rapport aux autres. 2) Explique en une phrase, comment s’est formé l’édifice volcanique du Piton de la Fournaise.

Correction

1) Lors de chaque éruption du Piton de la Fournaise, les coulées de lave recouvrent celles des éruptions précédentes ; par exemple, les coulées de 2006 (en rouge) recouvrent celles de 2004 (en bleu clair) et de 2001 (en vert). 2) L’édifice volcanique du Piton de la Fournaise est un cône qui se construit au cours des éruptions successives, par la superposition des coulées de lave.

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Quels sont les moteurs à l’origine de l’ascension du magma ?

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Deux expériences sont réalisées au laboratoire pour essayer de répondre à la problématique suivante : « Quels sont les moteurs à l’origine de l’ascension du magma ? » Première expérience : 50 mL d’huile de tournesol colorée en rouge sont placés au fond d’un bécher (flacon). Délicatement, on ajoute 100 mL d’huile incolore. L’huile rouge reste au fond alors que l’huile incolore est en surface. On place sous le récipient une bougie chauffe-plat. Quelques minutes après avoir allumé la bougie, une masse d’huile rouge s’échappe au centre du bécher, monte et finit par se mélanger à l’huile incolore. Deuxième expérience : Un bécher est rempli de miel. On souffle à l’aide d’une paille et on observe une augmentation du volume de liquide avant que de grosses bulles lourdes ne se dégagent. Le miel déborde du récipient.

Consignes : 1) Décris ce qu’on observe après la première expérience. 2) Décris ce qu’on observe après la deuxième expérience. 3) Fais une phrase répondant à la problématique de départ.

Correction

1) Lors de la première expérience, j’observe que lorsque l’huile rouge est chauffée par la bougie, elle se place au dessus de l’huile incolore non chauffée. 2) Lors de la deuxième expérience, j’observe que le gaz mélangé au miel finit par s’échapper en faisant sortir le miel du récipient. 3) À partir des deux expériences réalisées, je conclus que les moteurs de l’ascension du magma sont la chaleur et les gaz.

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Signes précurseurs d’une éruption volcanique

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Le graphique (a.) nous indique la profondeur de quelques séismes choisis parmi les 2300 enregistrés sur le Piton de la Fournaise avant l’éruption du 9 mars 1978. On pose le problème suivant : Comment la surveillance sismique nous renseigne-t-elle sur l’imminence de l’éruption et sur les mesures à prendre pour protéger la population locale ?

Consignes : 1) Décris la variation de l’évolution de la profondeur des foyers des séismes au cours du temps précédant l’éruption. 2) Explique ce que peut nous apprendre la localisation des différents séismes au cours du temps précédent l’éruption. 3). Réponds au problème posé en utilisant les réponses précédentes.

Correction

1) La profondeur des séismes diminue d’heure en heure avant l’entrée du volcan en éruption. 2) La localisation en profondeur des différents séismes nous apprend la montée du magma frottant contre les parois de la cheminée volcanique. 3) Cette surveillance sismique avertit de la montée du magma, donc de l’éminence d’une nouvelle éruption. Ainsi, la sécurité civile peut prendre les mesures nécessaires pour éviter un drame à la population.

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L’origine de la lave

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Données initiales : L’activité volcanique effusive du Piton de la Fournaise (Réunion) se manifeste par l’émission en surface de lave fluide s’épanchant sur les pentes du volcan sous forme de longues coulées. L’activité volcanique explosive de la Soufrière (Guadeloupe) se manifeste par la sortie en surface d’un dôme de lave visqueuse. Un élève cherche à savoir « Quelle est l’origine de la lave émise en surface ? »

Consignes : 1) Doc A : Observe puis explique la répartition des foyers sismiques sous ce volcan. 2) Doc B : Nomme alors la zone grisée sous le volcan. 3) Doc B : Indique ce que subissent les roches en profondeur et expliquer l’origine du magma. 4) Doc B et données initiales : Définis le mot magma puis, tout en indiquant ce qui le différencie de la lave, réponds au problème de cet élève.

Correction

1) On peut constater l’absence de foyers sismiques vers 5 km de profondeur. Les ondes sismiques ne se propageant pas dans les matériaux liquides, on peut supposer que sous le volcan, à une profondeur de 5 km, existe une zone où les matériaux sont plus liquides. 2) D’après le texte, un réservoir nommé chambre magmatique, situé à quelques km (5km) sous le volcan, contient un liquide très chaud ou magma qui commence à migrer lentement vers la surface. 3) Les roches solides en profondeur, soumises à de fortes pression et température, fondent (fusion des roches) et forment des gouttelettes de roches fondues et du gaz dissous : le magma. 4) Le magma est donc un mélange de roches fondues et de gaz dissous. Une fois en surface et libéré de ses gaz, le magma donne la lave.

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Types d’éruption volcanique et viscosité du magma

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Les éruptions volcaniques, comme celles du piton de la Fournaise, se caractérisent par des coulées de lave plus ou moins fluides. Les éruptions explosives, comme celles de la Soufrière Hills, se caractérisent par des nuées ardentes et des dômes de la lave visqueuse. Un élève cherche à expliquer les différents types d’éruptions volcaniques observées à l’aide d’un modèle. Pour cela, il prépare une première expérience avec une purée de pomme de terre faite avec beaucoup d’eau (viscosité faible), et remplit un tube en U avec cette purée. Puis il prépare une deuxième expérience avec une purée de pomme de terre faite avec très peu d'eau (viscosité élevée), et remplit un tube en U avec cette purée. Il ajoute un comprimé effervescent et de l'eau dans chaque tube pour créer du gaz et observe les résultats.

Définitions

Consignes : 1) Trouve le problème que s’est posé l’élève. 2) Formule l’hypothèse testée par l’élève en relation avec le problème posé. 3) Attribue à chaque modèle le type d’éruption volcanique. 4) Pour conclure, explique les 2 types d’éruptions volcaniques en mettant en relation la viscosité du magma et le type d’éruption.

Correction

1) Le problème posé est : « Comment expliquer les différents types d’éruption volcanique ? ». 2) L’élève suppose que la viscosité du magma est à l’origine de différents types d’éruption volcanique. 3) L'expérience n°1 correspond à une éruption de type effusif, l'expérience n°2 correspond à une éruption de type explosif. 4) L’éruption de type effusif est caractérisée par un magma peu visqueux qui laisse s’échapper facilement les gaz et qui produit une lave fluide formant des coulées. L’éruption de type explosif est caractérisée par un magma très visqueux qui bouche la cheminée et retient les gaz, entraînant des explosions.

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Le Nevado del Ruiz

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Le 13 novembre 1985, le Nevado del Ruiz (5 400 m) se réveille. Ce volcan est situé en Colombie (Amérique du Sud). Jets de gaz, projections de cendres, immense colonne de vapeur se succèdent au cours de multiples explosions. La marmite infernale qui dort sous les cendres réchauffe brusquement neige et glaciers. La neige fondue se mêle aux cendres, forme une coulée de boue dévastatrice (22 000 morts) qui dévale instantanément les flancs du volcan, en empruntant finalement les vallées des cours d'eau qui débordent. Le Nevado del Ruiz fait partie des volcans de la ceinture de feu du Pacifique à magma visqueux, provoquant des explosions, l'émission de cendres et, parfois, des nuées ardentes.

Consignes : 1) Explique quel est le moteur de l’éruption. 2) Précise le type d'activité volcanique à laquelle se rattache le Nevado del Ruiz. Justifiez votre réponse. 3) Explique pourquoi ce type de volcanisme est dangereux.

Correction

1) Ce sont les gaz qui sont les moteurs de l’éruption car, lorsqu’ils remontent, ils emportent avec eux la lave qui coule alors. 2) Dans le texte, les mots suivants sont employés pour décrire l’activité du volcan : « Immense colonne de vapeur », « magma visqueux », « explosions », « nuées ardentes ». Ces indications sont caractéristiques des volcans explosifs. Donc nous pouvons en déduire que le type de volcanisme du Nevado del Ruiz est explosif. 3) Ce type de volcanisme est dangereux parce que la lave visqueuse empêche les gaz de sortir : la pression augmente et les gaz sortent alors brutalement provoquant ainsi une explosion.

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La montée du magma.

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Consigne : En utilisant le texte ci-dessous, explique pourquoi le magma monte vers la surface lors d’une fissuration ou d’une ouverture au dessus du réservoir magmatique.

« Une éruption volcanique provient de la montée du magma vers la surface. Le magma est un liquide contenant des gaz sous pression. Il est situé en profondeur dans un réservoir magmatique. Pour expliquer la montée du magma, on peut prendre comme modèle une bouteille fermée d’eau gazeuse que l’on a un peu chauffée. Lorsque l’on ouvre la bouteille, les gaz s’échappent brutalement sous forme de bulles, expulsant une partie du liquide vers l’extérieur. C’est le même principe pour une éruption volcanique : Lors d’une ouverture au dessus du réservoir magmatique les gaz s’échappent brutalement sous forme de bulles et entraînent le magma liquide vers le haut qui est expulsé en surface : c’est l’éruption volcanique. »

Correction

Le magma monte vers la surface lors d’une fissuration ou d’une ouverture au dessus du réservoir magmatique car dans le magma il y a des gaz sous pression. Donc les gaz contenus dans le magma s’échappent brutalement entraînant la montée du magma qui « déborde » en surface.

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Les foyers des séismes sous un volcan.

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Entre le 8 et le 9 mars 1998, 2 300 séismes ont été enregistrés sur le Piton de la fournaise. Le 9 mars, à 15h10, la lave s’écoule par sept fissures formées sur la pente nord du volcan. Le schéma ci-contre montre la profondeur des foyers sismiques au cours du temps.

Consigne : 1) Indique comment varie, au cours du temps, la profondeur des foyers des séismes à la verticale du volcan, avant l’éruption. 2) Explique cette migration des séismes vers la surface au cours du temps.

Correction

1) Plus on se rapproche du moment de l’éruption, plus la profondeur des foyers des séismes diminue. 2) Les foyers des séismes sont de plus en plus proches de la surface car les roches se fracturent sous l’effet de la remontée du magma.

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Polémique sur l’origine du volcanisme

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Consignes : 1) D’après la localisation du volcanisme, critique la théorie des Neptunistes en citant un argument qui permet de rejeter cette théorie. 2) Indique quelles connaissances actuelles permettent de valider la théorie des Plutonistes. 3) D’après Buffon, le cône volcanique (« la montagne ardente… ») serait un réservoir de magma (« renferment dans son sein des matières inflammables… ») : utilise les informations relatives au Paricutín pour critiquer la théorie de Buffon.

Correction

image pixabay : nese

1) L’argument qui permet de rejeter la théorie des Neptunistes est la présence de volcans et de roches volcaniques aussi bien en milieu océanique qu’en milieu continental. 2) La théorie des Plutonistes est validée grâce aux connaissances actuelles sur l’origine du magma : c'est un liquide visqueux qui se forme en profondeur et qui résulte de la fusion localisée de roches, soumises à des conditions de température et de pression élevées. 3) Le cône ne peut être un réservoir de magma comme l’affirmait Buffon car dans le cas du Paricutín, des produits volcaniques sont émis alors qu’il n’y a pas encore de cône : le cône se forme suite à l’accumulation de produits volcaniques provenant de l’expulsion du magma lors d’une éruption volcanique.

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Roche volcanique ou non ?

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Pour savoir si une roche est volcanique, il est nécessaire de l’observer au microscope. En effet, les roches volcaniques présentent toutes une structure microlitique, c’est-à-dire qu’elles possèdent dans leur composition des microlites. (Microlites : cristaux de petite taille uniquement visibles au microscope et souvent en forme de bâtonnet) Deux roches sont données à une classe de 4ème : un basalte et un granite.

Voici les questions posées en activité avec les réponses d’un élève : 1) Compare la composition de ces deux roches. Réponse : Ces deux roches possèdent des phénocristaux d’olivine. Par contre seul le basalte possède du verre. 2) Détermine si ces roches sont volcaniques. Justifie ta réponse. Réponse : Le basalte et le granite sont des roches volcaniques car ils possèdent des phénocristaux d’olivine.

Consignes : Critique ces deux réponses en les complétant ou les corrigeant si nécessaire.

Correction

La réponse 1 est exacte mais incomplète, certaines différences ont été oubliées. Il faut ajouter que le granite est composé d’autres phénocristaux (feldspath et pyroxène) et que le basalte contient des microlites de feldspath. La réponse 2 est fausse, au début de l’énoncé il est dit que les roches volcaniques possèdent toutes des microlites, le basalte est donc bien une roche volcanique mais le granite qui ne possède que des phénocristaux n’est pas une roche volcanique.

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Un lac bien rond !

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Un élève de 4ème doit expliquer la formation du lac Pavin à l’oral à l’aide du document ci-dessous. N’ayant pas fait son travail, il invente une explication au dernier moment. Il dit : « Une bombe est envoyée, explose et il pleut de la boue et des grêlons qui remplissent le volcan d’eau et forme un lac artificiel ».

Définitions

Consigne : Critique l’explication de cet élève puis, à l’aide des informations du document, explique la formation des lacs de cratère nommés "Maar.

Correction

Le lac Pavin n’est pas artificiel : ce n’est pas une bombe qui a formé le cratère. L’élève n’a pas utilisé les numéros 1, 2, 3 et 4 qui indiquent l’ordre des actions pour la formation de ce lac de cratère appelé un "Maar". L’eau infiltrée (1) réagit avec le magma chaud (2) ce qui provoque une explosion avec formation de bombes, nuées ardentes, pluie de boue et cendres (3). Un cratère se forme puis se remplit de l’eau d’infiltration pour former un lac (4).

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Une conception ancienne des volcans

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" Un volcan est un canon d'un volume immense dont l'ouverture a souvent plus de deux kilomètres ; cette large bouche à feu vomit des torrents de fumée et de flammes, des fleuves de métal fondu, des nuées de cendres et de pierres… il y a dans une montagne des matières inflammables qui s'échauffent toutes les fois qu'elles sont exposées à l'air ou à l'humidité; il s'en trouve ensemble une très grande quantité, le feu s'y met et cause une explosion proportionnée à la quantité des matières enflammées ,[…]: voilà ce que c'est qu'un volcan pour un Physicien…" Buffon, Preuves de la Théorie de la Terre, 1749 . ( Hâtier -SVT- 4°- 2007)

Consignes : 1) Montre que Buffon ne fait pas la distinction entre volcan effusif et volcan explosif. 2) Relève les erreurs commises par Buffon. 3) À l’aide de tes connaissances, donne l'explication de l'origine des explosions volcaniques.

Correction

1) Le volcan explosif est caractérisé par des explosions avec projections de gaz, nuées ardentes et roches, le magma y est visqueux. Le volcan effusif rejette des coulées de lave fluide constituées de roches en fusion. 2) Le volcan ne rejette pas du métal fondu mais de la roche en fusion. Les roches ne sont pas inflammables mais elles sont en fusion. L'air et l'humidité ne sont pas responsables des explosions mais les gaz sont importants. 3) Une explosion volcanique est due à la présence des gaz dans le magma ; en s'échappant ils permettent la sortie brutale de la lave.

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Le Puy de Dôme et ses éruptions

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Le Puy de Dôme est le plus haut volcan de la chaîne des Puys en Auvergne (1464 m). Il a commencé à se former il y a 10 000 ans. Au départ, un premier dôme se construit grâce à une lave très visqueuse qui ne coule pas. Pendant cette première période d’activité, des nuées ardentes à l'étendue limitée, recouvrent les alentours brûlant les forêts environnantes. Le dôme est presque parfait. Le volcan aurait pu rester comme cela, mais peu de temps après, une explosion ouvre la partie Est. Un autre dôme prend alors place en s'élevant dans la partie effondrée. Une progression identique à la première, mais plus pointue qui va donner cette forme caractéristique que l'on voit aujourd'hui. La phase la plus destructrice se situe lors de cette explosion. Le voisinage est alors "saupoudré" d'une part, des dépôts des nuées ardentes émises pendant la formation, et d'autre part des fragments de la partie Est. Par la suite, la végétation va recouvrir progressivement la région. Le Puy de Dôme n’a plus jamais « refonctionné » depuis 8500 ans. www.lesvolcansdauvergne.com

Consignes : 1) Dans le texte, relève tous les produits projetés par le puy de Dôme au cours de ses différentes éruptions. 2) Dans le texte, relève tous les mots qui permettent de décrire la lave émise lors des éruptions du Puy de Dôme. 3) Indique depuis quand le Puy de Dôme n’a plus fonctionné.

Correction

1) Les différents produits émis sont : - lave très visqueuse, - des nuées ardentes, - fragments de la partie Est. 2) Les mots qui permettent de décrire la lave sont : - très visqueuse, - qui ne coule pas. 3) Le Puy de Dôme n’a plus fonctionné depuis 8500 ans.

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Un volcan au cœur de la Méditerranée

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L’île de Santorin appartient à l’archipel grec des Cyclades, situé dans la mer Egée.Vers 1500 avant Jésus Christ, le volcan Santorin entre en éruption. Cette éruption s’est accompagnée d’un panache de cendres noires, qui s’est élevé à près de 30 km d’altitude. Les projections volcaniques de pierres ponces (roches volcaniques très légères) et de cendres se sont accumulées sur environ 60m d’épaisseur autour du volcan.À la suite de l’éruption, la partie centrale du volcan s’est effondrée formant un énorme cratère : une caldeira. Cette explosion et l’effondrement du volcan ont provoqué un tsunami, qui a atteint l’ensemble des côtes de la Méditerranée et englouti de nombreuses villes.

Anthony Baratier , Vue aérienne de la caldeira, CC BY-SA 4.0

Consignes : 1) Donne le nom du volcan étudié dans ce texte. 2) Cite le pays dans lequel il se trouve. 3) Dans le texte, repère les évènements qui ont accompagnés l’éruption. 4) Donne un synonyme de « panache de cendres noires ». 5) Indique deux conséquences de cette éruption. 6) Précise le type de volcan correspondant à ce volcan

Animation représentant Santorin en trois dimensions. Wikipédia, par Asybaris01, CC0

Correction

1) Le volcan se nomme le Santorin. 2) Le Santorin fait partie de la Grèce. 3) les évènements sont : Vers 1500 avant Jésus-Christ, le volcan Santorin entre en éruption. Cette éruption s’est accompagnée d’un panache de cendres noires, qui s’est élevé à près de 30 km d’altitude. Les projections volcaniques de pierres ponces (roches volcaniques très légères) et de cendre se sont accumulées sur environ 60m d’épaisseur autour du volcan. 4) Le panache de cendres noires se nomme nuées ardentes. 5) La partie centrale du volcan s’est effondrée formant une caldeira. L’explosion a provoquée un tsunami qui a englouti des villes en bordure de la mer Méditerranée.. 6) Ce volcan est un volcan explosif.

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Une éruption pourtant prévisible

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

Consigne : À partir du document ci-contre, réponds aux questions suivantes.1) Recherche où se situe le Mont Saint Helens. 2) Recherche les signes précurseurs de l’éruption qui a eu lieu en 1980. 3) Cite les arguments qui montrent que le Mont Saint Helens est un volcan explosif. 4) Recherche les signes montrant qu’une prochaine éruption du Mont Saint Helens est à prévoir.

Correction

1) Le Mont Saint Helens est situé aux Etats-Unis, dans l’état de Washington. 2) Les signes précurseurs de l’éruption de 1980 sont des séismes, des nuages de cendres, le gonflement et la déformation du volcan. 3) Les arguments qui montrent que le Mont Saint Helens est un volcan explosif sont : la présence d’un dôme et la nuée ardente. 4) L’excroissance rocheuse qui grandit et le suintement de lave montrent qu’une prochaine éruption est prévisible.

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L’éruption du Pinatubo

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Travaille sur ton cahier de brouillon puis vérifie ta réponse à l'aide de la correction. Réponds par des phrases correctement rédigées quand cela t'est demandé.

L’éruption du Pinatubo en juin 1991. « Du 12 juin au 14 juin 1991, en début d’après-midi, de violentes explosions se succèdent, envoyant à la verticale d’immenses colonnes de cendres. L’éruption atteint son paroxysme le 15 juin dans l’après-midi [………..].Les images prises par satellite montrent la présence d’un énorme nuage de cendres en forme de champignon. Pendant que les cendres sont projetées à haute altitude, un mélange de gaz chauds, de cendres et de blocs de tailles diverses dévalent les pentes du volcan à plus de 200 km/h » D’après La Recherche n°274, mars 2005

Consignes : 1) Précise le nom du volcan dont l’éruption est décrite dans le texte et l’année où elle a eu lieu. 2) Donne le nom de la revue dont ce texte est tiré ainsi que l’année où-il a été écrit. 3) Relève dans le texte les informations qui indiquent que le Pinatubo est un volcan de type explosif.

Correction

1) L’éruption décrite est celle du Pinatubo, elle a eu lieu en 1991. 2) Ce texte est tiré de la revue : La Recherche, il a été écrit en 2005. 3) Les informations qui indiquent que le Pinatubo est un volcan de type explosif sont : -violentes explosions, -colonnes de cendres, -cendres projetées en haute altitude, -mélange de cendres, de gaz chauds et de blocs de tailles diverses (nuée ardente)

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Éruption de la Montagne Pelée en 1902

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Depuis des siècles, les habitants de Saint-Pierre vivaient tranquilles au pied de leur volcan. Certes, on l’avait vu s’agiter dans son sommeil et cracher un nuage de cendres grises en 1792 et en 1851 mais ces incidents étaient restés sans conséquences. Pourtant les avertissements n’avaient pas manqué : dès le mois de février 1902, on avait senti une odeur de soufre ; en avril et début mai, des pluies de cendres étaient tombées sur la ville. Le 5 mai les bêtes s’agitent, bêlent, hennissent. Des serpents chassés des pentes de la montagne par les pluies de cendres envahissent un quartier de Saint-Pierre. Le 6 et 7 mai, les premières avalanches de blocs de lave incandescente se déclenchent. Le 8 mai au petit matin, tout est calme, on peut apercevoir un dôme de lave surmontant le cratère. Un peu avant 7h 52 (heure à laquelle les aiguilles de l’horloge de l’hôpital se sont arrêtées), 3 ou 4 détonations, qui sont entendues dans un rayon de 600km, marquent le début du cataclysme. Le sommet du volcan explose, libérant une nuée de cendres brûlantes qui roulent jusqu’à la ville abattant les murs et incendiant les décombres sur son passage. Sur les 28 000 habitants, on compte seulement un survivant, un condamné dans une prison aux murs épais, plus quelques rescapés sur des navires. Les observations de l’époque et les études réalisées sur l’éruption du Mont Saint Helens (U.S.A.) en 1980 ont permis de montrer qu’il s’agissait d’une éruption due à la rencontre du magma et de l’eau infiltrée dans le cratère. Sous l’effet de l’explosion, le dôme de lave qui obstruait le cratère fut pulvérisé. Un souffle brûlant (100°C) fusa latéralement et, à plus de 400km/h, déferla sur la ville et la détruisit. Partie au même moment, plus chaude (200-300°C), mais moins rapide (100 km/h), une nuée ardente embrasa la ville quelques minutes plus tard et acheva le désastre.

Consignes : 1) Relève dans le texte les mots ou expressions concernant les manifestations de l’activité de la Montagne Pelée. 2) Relève dans le texte les conséquences de l’éruption de 1902 3) Indique l’origine de l’éruption de 1902. 4) La Montagne Pelée appartient au volcan de type explosif. Retrouve dans le texte ce qui peut te permettre de l’affirmer.

Correction

1) Les mots ou expressions concernant les manifestations de l’activité de la Montagne Pelée sont : - un nuage de cendres grises – une odeur de soufre – des avalanches de blocs de lave incandescente – un dôme de lave – 3 ou 4 détonations – un souffle brûlant – une nuée ardente - une explosion 2) Les conséquences de l’éruption de 1902 sont des bêtes qui s’agitent, qui bêlent et qui hennissent ; des murs abattus et des décombres de maisons incendiés ; 28 000 habitants morts. 3) L’origine de l’éruption est la rencontre du magma et de l’eau infiltrée dans le cratère. 4) La Montagne Pelée appartient au volcan explosif car le texte parle d’un dôme de lave, de nuées ardentes et de plusieurs explosions.

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Les caractéristiques d’une éruption volcanique

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Les éruptions volcaniques de deux volcans, le Tambora et le Nyiagango, ont été observées. Le tableau ci-dessous résume ces observations.

Consignes : 1) Cite les matériaux qui constituent l’édifice du volcan de type explosif. 2) Cite les matériaux qui constituent l’édifice du volcan de type effusif. 3) Cite deux caractéristiques de l’éruption du Tambora qui le classent parmi les volcans explosifs. 4) Cite deux caractéristiques de l’éruption du Nyiragango qui le classent parmi les volcans effusifs. 5) Cite le volcan le plus dangereux des deux proposés. 6) Cite la caractéristique de ce volcan qui est responsable des nombreuses victimes.

Correction

1) Le dôme est constitué par le magma visqueux qui ne s’épanche pas facilement. Il est recouvert des cendres des nuées ardentes successives. 2) Le cône est constitué de l’accumulation des coulées de lave, des projections émises au cours des différentes éruptions. 3) Lors de l’éruption du Tambora le dôme a explosé et une nuée ardente a dévalé les pentes du volcan. 4) L’éruption de Nyiragango se caractérise par l’émission d’une coulée de lave fluide responsable de la construction d’un cône. 5) Le volcan le plus dangereux est le Tambora. 6) Les nuées ardentes (mélange de gaz brûlants et de projections) sont responsables du grand nombre de victimes.

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Température et refroidissement du magma en fonction de sa remontée

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Tableau des caractéristiques du magma selon son emplacement dans le volcan.

Consignes : 1) Note les lieux où le refroidissement a été le plus lent, le plus rapide. 2) Indique à quelle température le refroidissement du magma est le plus lent, le plus rapide. 3) Légende le schéma ci-contre à l’aide du tableau en indiquant a. les différents endroits qu’emprunte le magma lors de sa remontée. b. la température du magma à chaque étape de sa remontée. c. les conditions de refroidissement correspondantes.

Structure d'un volcan

Correction

1) Le refroidissement le plus lent a lieu dans le réservoir et le plus rapide a lieu à la surface. 2) Le refroidissement du magma est très lent à des températures de 800 à 1000°C. Il est le plus rapide à des températures de 1000 à 1200°C. 3) Schéma de la structure d'un volcan complété :

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Les volcans et les roches volcaniques

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Voici une photographie d’un échantillon de roche observée au microscope polarisant :

Voici le schéma d’un volcan :

Consignes : 1) Fais la liste des produits émis par ce volcan. 2) D’après le schéma, indique si la lave est fluide ou visqueuse. 3) Fais la liste des éléments rencontrés dans cette roche et qui permettent d’affirmer que c’est bien une roche volcanique.

Correction

1) Le volcan produit : -un nuage de cendres -une nuée ardente -un dôme de lave 2) La lave est visqueuse car elle forme un dôme, elle ne s’écoule pas. 3) Dans cette roche, on observe des gros cristaux colorés et du verre volcanique (apparaissant en noir), ces 2 éléments prouvent qu’il s’agit bien d’une roche volcanique.

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Le piton de la Fournaise, un volcan effusif.

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Le piton de la Fournaise, sur l’île française de la Réunion dans l'Océan Indien, produit en moyenne une éruption par an depuis deux siècles… Il fait partie des volcans effusifs surnommés également « volcans rouges ».

Consignes : 1) Décris les caractéristiques de l’éruption volcanique visible sur la photo légendée ci-contre. 2) Identifie et cite la caractéristique du piton de la Fournaise qui est à l’origine du terme « volcan rouge ».

Correction

1) Les caractéristiques de l’éruption volcanique visible sur la photo légendée sont la présence d’un cratère au sommet d’un cône (ou édifice) volcanique, l’émission de lave sous la forme de projections et d’une coulée. 2) La caractéristique du piton de la Fournaise qui est à l’origine du terme « volcan rouge » est l’émission de lave de couleur rouge lors des éruptions de ce volcan.

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Les deux grands types d’éruptions volcaniques

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Consignes : 1) À partir du document 1, décris comment se manifeste l’éruption du volcan Kilauea. 2) À partir du document 2, décris comment se manifeste l’éruption du volcan Mérapi.

Correction

1) À la surface de la Terre l’éruption du volcan Kilauea se manifeste par de grandes coulées de laves. 2) À la surface de la Terre l’éruption du volcan Mérapi se manifeste par des nuées ardentes.

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Le piton de la Fournaise : éruption de l'été 2006.

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Éruption au Piton de la Fournaise, été 2006.

Consigne : À l'aide de la photographie ci-dessus, cite les manifestations observables du Piton de la Fournaise au cours de l'éruption de l'été 2006.

Correction

Au cours de l'été 2006 l'éruption du Piton de la Fournaise s'est manifestée par des projections de lave, des coulées de lave.

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Les deux types de volcans

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Consigne :À partir de l’observation de ces photos, retrouve les caractéristiques principales de ces deux volcanismes.

Correction

Correction

Les volcans effusifs libèrent de grandes coulées de lave fluide. Les volcans explosifs ont une éruption très spectaculaire, très violente. Il y a libération d’un panache de cendres. Ce panache peut monter à plusieurs kilomètres de hauteur. Il y a aussi formation de nuées ardentes qui vont dévaler les pentes du volcan.

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Un exemple d’activité d’un volcan explosif : le Mont Saint Helens.

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Voici quatre photographies du Mont Saint Helens avant, pendant et après son éruption de mars 1980.

Consignes :1) Donne les informations indiquant que le Mont Saint-Helens est un volcan. 2) Précise quels produits d’éruption sont rejetés dans l’atmosphère. 3) Décris comment l’activité d’un tel volcan modifie le paysage. 4) Qualifie la lave émise par ce volcan (document d).

Correction

Correction

Bordas ?

1) Le Mont Saint-Helens a présenté, en mars 1980, une activité volcanique qui s’est manifestée par des projections d’une grande quantité de cendres au cours d’une violente explosion. (documents b et c) 2) Des cendres et des gaz sont rejetés dans l’atmosphère. 3) L’activité d’un tel volcan modifie le relief en projetant et pulvérisant la partie supérieure du volcan sous forme de cendres qui recouvrent toute la surface du sol aux alentours ; le souffle des gaz détruit toute la végétation autour du volcan. 4) La lave est visqueuse, elle ne peut s’écouler et forme un dôme. (document d)

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L’Auvergne, une région volcanique

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On sait que la chaîne des Puys est formée de volcans bien qu’aucune éruption volcanique n’ait pu y être observée.

Consignes :1) À l’aide d’informations prises sur la carte, indique lequel de ces deux volcans est de type effusif et lequel est de type explosif. Justifie ta réponse. 2) À l’aide de l’échelle, calcule la longueur de la coulée B du Petit Sarcoui. Pour cela, complète le tableau suivant. 3) Indique dans quelle direction se sont répandues les deux coulées et explique pourquoi.

Correction

Correction

1) Le Petit Sarcoui est un volcan effusif car on observe de longues coulées de lave et la présence d’un cratère. Le Grand Sarcoui est un volcan explosif car on note la présence de dépôts de nuées ardentes, un dôme de lave mais pas de coulées de lave. 2) Calcul : Je fais un produit en croix : si le trait de 2 cm sur la carte représente 1 km dans la réalité, alors la coulée de 3,6 cm représente : (3,6 x 1) / 2 = 1,8 km La coulée B du Petit Sarcoui mesure 1,8 km. 3) Les deux coulées se sont répandues dans la direction Nord-Est car elles ont suivi la pente de l’édifice volcanique.

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Le volcanisme du Mont Saint Helens

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La dernière éruption du Mont Saint Helens, dans l’état de Washington (Etats Unis), remonte au 18 mai 1980. Dès le mois de mars, de nombreux séismes sont enregistrés aux alentours du volcan, certains d’une magnitude supérieure à 4. Parallèlement à cette activité sismique, des nuages de cendres s’échappent du sommet. Début mai, la menace se fait plus pressante: le volcan « gonfle » de 1,5 m par jour et se déforme. Le 18 mai, à 8h32, le dôme explose et la face nord du volcan s’écroule, ce qui provoque un glissement de terrain sans précédent. Des cendres et des blocs sont violemment projetés à plusieurs kilomètres du volcan. Associés aux gaz libérés lors de l’éruption, ils forment des nuées ardentes qui dévalent les pentes à la vitesse de 350 km/h et dévastent tout sur leur passage. Le bilan humain de cette catastrophe est de 57 morts. De juin à octobre un dôme de lave se met en place à l’intérieur du cratère et est pulvérisé par de nouvelles explosions. Depuis, le volcan se fait discret. Il demeure néanmoins actif, comme en témoigne l’émergence d’une excroissance rocheuse au niveau de son sommet. Cette aiguille, déjà haute de 90 mètres en novembre 2006, croît chaque jour de plus d’un mètre. Il semble que le Mont Saint Helens reconstruise son dôme détruit en 1980. ( Bréal SVT 4ème 2007)

Consignes : 1) Rédige, en t’aidant du texte et dans un français correct, un court texte (2 ou 3 phrases) résumant les caractéristiques permettant de classer ce volcan parmi les volcans dits "explosifs". 2) Indique quels étaient les signes précurseurs.

Correction

1) L’éruption du Mont Saint Helens est de type explosif car une partie de l’édifice volcanique est détruit lors de l’éruption. Des cendres et des blocs sont violemment projetés à plusieurs kilomètres du volcan. Ces projections, associées aux gaz rejetés, forment des nuées ardentes caractéristiques de ce type d’éruption. La lave forme des dômes ou des aiguilles. Elle est donc très visqueuse et ne s’écoule pas. 2) L’éruption du Mont Saint Helens en 1980 était prévisible car de nombreux séismes se sont produits aux alentours du volcan et des nuages de cendres se sont échappés du sommet. L’éruption a été précédée de la déformation et du gonflement du volcan.

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Le volcanisme en quelques mots

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Consigne : rédige une phrase simple avec chacun des groupes de mots suivants : 1) Éruption effusive – Éruption explosive – Magma visqueux – Magma fluide. 2) Magma – Montée – Gaz – Moteur – Surface du volcan. 3) Roche volcanique – Lave fluide – Refroidissement – Se former - Basalte.

Correction

1) Un magma fluide est à l’origine d’une éruption effusive alors qu'un magma visqueux est à l’origine d’une éruption explosive. 2) Le gaz est le moteur de la montée du magma jusqu’à la surface du volcan. 3) Le basalte est la roche volcanique qui se forme par refroidissement d’une lave fluide.

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Une roche volcanique effusive : le basalte

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La photographie ci-dessous est celle d’une lame mince d’une roche basaltique. Basalte à Olivine (grossissement x 9)

Consigne : Réalise un croquis légendé à partir de cette photographie. Les légendes à placer sont : Microlithe, phénocristal, verre. Rappels : Le croquis doit être réalisé au crayon à papier Les traits de légendes sont horizontaux et tracés à la règle.

Correction

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Deux volcans d'Auvergne bien différents

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Le Puy de Dôme est le plus haut volcan de la chaîne des Puys, en Auvergne. Ses dernières éruptions ont eu lieu il y a environ 8000 ans. Un premier dôme s'est élevé. Des nuées ardentes ont accompagné sa mise en place, pulvérisant une partie du volcan. Plusieurs aiguilles se sont dressées puis écroulées, et leurs débris, mêlés aux cendres émises lors des explosions, se sont accumulés sur les pentes du volcan. Le sommet du volcan est le vestige de la dernière montée de magma. Le dôme est constitué essentiellement d'une roche volcanique appelée dômite.

Le Puy de Lassolas est un volcan en forme de croissant. Son cratère s'ouvre au sommet d'un cône résultant de l'accumulation des projections (bombes, scories, lapillis...) peu violentes émises lors de ses éruptions. A l'Est du volcan, s'étend une vallée où l'on trouve du basalte sur une vingtaine de kilomètres : cette roche provient du refroidissement des coulées de lave émises par le Puy de Lassolas il y a 7600 ans.

Consigne : Construis un tableau dans lequel il faut comparer, pour ces deux volcans : - la forme de leur sommet, - les produits émis lors de leurs éruptions, - la consistance de la lave émise (fluide ou visqueuse), - la roche résultant du refroidissement de la lave, - le type de volcanisme auquel ils se rattachent.

Correction

Tableau de comparaison de 2 volcans d'Auvergne

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La diversité des manifestations volcaniques

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Voici 2 volcans à comparer

Volcan 2: La Montagne Pelée ( Martinique) Eruption de type explosif. ses éruptions sont caractérisées par des explosions extrêmement violentes qui projettent des nuages de cendres et des blocs incandescents. La lave très visqueuse sort du cratère sans s'écouler, elle se fige dans la cheminée du volcan en un dôme ou une aiguille. Soumis à d'énormes pressions, les gaz mêlés à de la vapeur d'eau, à des cendres et à des blocs de toutes dimensions s'échappent de fissures latérales donnant naissance à des nuées ardentes dévalant à plus de 100km/h les pentes du volcan.

Volcan 1: Le Piton de la Fournaise (Ile de la Réunion) Eruption de type effusif. Ses éruptions sont caractérisées par des rejets de laves fluides accompagnées d'explosions de faible puissance projetant de la lave pulvérisée sous la forme de scories ou lapillis ( petites pierres de 2 à 30 mm), de cendres, de blocs de roches et de bombes volcaniques. Les cônes de ce type de volcans sont donc essentiellement formés par l'accumulation de ces débris mêlés aux coulées de lave.

Lexique

Consigne : À partir des deux textes, construis un tableau à double entrée permettant de comparer l'activité volcanique du Piton de la Fournaise et celle de la Montagne Pelée. La comparaison devra porter sur la lave émise, les projections, les explosions et la forme de l'édifice volcanique.

Correction

Tableau de comparaison de 2 volcans

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Vitesses d’écoulement de la lave

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Au Piton de la fournaise, volcan de l’île de la Réunion, la progression d’une coulée de lave a été mesurée à 200 km/h le premier jour et à 100 km/h le deuxième jour. Un élève se pose le problème suivant : Problème : Comment expliquer que la lave s’écoule moins vite le deuxième jour. Il formule l’hypothèse suivante, sachant que la lave se refroidit au cours du temps : Hypothèse : moins la lave est chaude, moins elle s’écoule vite. Pour tester cette hypothèse, il réalise l’expérience suivante : Test : il dépose 4 gouttes de miel de même volume mais de température différente au sommet d’une feuille de papier millimétré placé sur un plan incliné. Il attend une minute et note la longueur des 4 coulées. Résultats : *miel à 5°C (réfrigérateur) : coulée de 0,5 cm *miel à 20°C (température ambiante) : coulée de 1,5 cm *miel à 40°C (chauffé au bain marie) : coulée de 5 cm *miel à 60°C (chauffé au bain marie) : coulée de 7 cm

Consigne : 1) Construis un tableau à 5 colonnes et 2 lignes présentant la longueur des coulées en fonction de la température. 2) Ajoute une ligne pour noter les vitesses d’écoulement en cm/min. 3) Donne un titre au tableau.

Correction

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Deux volcans très différents.

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Consigne : À l’aide des textes et des photos, construis un tableau comparant l’activité de ces deux volcans : produits émis lors de l’éruption, viscosité de la lave, dangers pour la population, signes précédant l’éruption.

Correction

Tableau de comparaison de 2 volcans

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