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SA 2 4è La Préécision 2024
SA 2 4è La Préécision 2024
SA 2 4è La Préécision 2024
COMPETENCES A DEVELOPPER
Compétence transdisciplinaire n°5 : Agir en harmonie avec l’environnement dans une perspective de
développement durable
Compétence disciplinaire n°1 : Elaborer une explication à des faits et à des phénomènes naturels en
mettant en œuvre les modes de raisonnement propres aux Sciences de la Vie et de la Terre.
Compétence disciplinaire n°2 : Apprécier les apports des Sciences de la Vie et de la Terre à la
compréhension du monde et à l'amélioration des conditions de vie de l’humanité.
Compétences transversales N° 1 : Exploiter l'information disponible
Compétence transversale N° 2 : Résoudre une situation problème
Compétence transversale N° 5 : Gérer ses apprentissages
Compétence transversale N° 6 : Travailler en coopération
Compétence transversale N° 8 : Communiquer de façon précise et appropriée.
Situation de départ :
« Une forte secousse me réveille brutalement. Je m'habille et sort en somnambule dans la rue, enjambant les
gravats tombés au pied de l'escalier ; des habitants hagards, effarés, paraient au plus pressé. On pensait à une
explosion du complexe de gaz de Lacq, mais une deuxième secousse plus violente finit de convaincre les
indécis : c'était un tremblement de terre. » « Ce soir-là, contrairement à leur habitude, les chats et les chiens de
la maison qui nous entouraient, avaient décidé de ne pas passer la nuit dehors, alors que c'était la règle. Ils
étaient à la fois énervés et craintifs, se cachant sous les meubles sans raison apparente. »
Texte adapté
« Pendant les vacances dernières j’étais avec mon oncle, professeur géologue dans l’université d’Abomey-
Calavi. Un jour, alors que je m’ennuyais à la maison, il m’a demandé de l’accompagner pour son lieu de
travail, un laboratoire où de nombreux échantillons de pierres sont disposés dans des armoires à l’effigie des
étiquettes sur lesquelles sont écrits le mot ‘’roches’’ suivi de plusieurs autres noms jamais attendus.
Par curiosité, je m’approchai d’un échantillon noirâtre marqué du nom basalte. Une pierre très dure dont à l’œil
nu, on n’arrive pas à savoir de quels éléments elle pourrait être composée. Dans mon étonnement, mon oncle
s’approcha et dit : cette pierre que tu vois, est une pierre formée suite à des éruptions volcaniques, des
phénomènes naturels très dangereux qui peuvent causées d’énorme dégâts matériels et humains, si des
prévisions et préventions ne sont pas faites par des spécialistes…».
Texte adapté
Tâche :
Elaborer une explication aux problématiques soulevées par les faits de la situation problème.
Procédure :
2
Exprimer sa perception et/ou ses interrogations sur les faits évoqués par la situation de départ.
Construire des réponses aux questions soulevées par la situation de départ en utilisant l’observation,
l’expérimentation ou l’exploitation des documents.
Structurer ses acquis en utilisant les concepts et le vocabulaire adéquats.
Utiliser les connaissances construites pour porter une appréciation relative à l’influence des actions
de l’homme dans son environnement géologique et végétal sur l’évolution des paysages.
INDICATIONS
Lis attentivement les textes de la situation de départ puis note les faits significatifs qu’ils évoquent.
Dis ce que tu savais ou la compréhension que tu avais de chacun de ces faits que tu viens d’identifier.
Note par écrit dans ton cahier de recherches, les questions de curiosités ou de compréhension que
suscitent en toi, les différents faits évoqués et le titre de la nouvelle situation d’apprentissage.
Echange tes idées avec tes camarades pour se rassurer que chacune de tes questions de curiosité ou de
compréhension aura de réponse à travers les différentes questions de recherches que ton professeur va
mettre au tableau pour formuler la problématique de départ.
Aujourd’hui, les géologues peuvent proposer un modèle de la terre révélant à la fois son organisation en
surface mais aussi ses structures profondes. Comment un tel modèle a-t-il pu être établi, en particulier
pour les enveloppes les plus profondes du globe terrestre alors même que les forages les plus profonds
n’ont pas atteint 12 km sur les environs 6378 km que constitue le rayon terrestre ?
Etre capable d’expliquer les différents phénomènes observés lors d’un séisme ;
Etre capable de localiser les zones sismiques sur le globe terrestre ;
Etre capable de décrire les enveloppes de la terre
Connaitre le déroulement d’une éruption volcanique, la formation des roches volcaniques et les
zones volcaniques à l’échelle du globe terrestre
Connaitre l’apport des données sismiques et volcaniques dans la connaissance de la structure de
la terre.
2
ETAPE 1 : Que nous apporte l’étude des séismes ?
Document 1 : Les dégâts provoqués par les séismes
Dimanche 26 Décembre 2004, 08h du matin : la
terre tremble au fond de l’océan Indien, près de
Sumatra (Ile d’Indonésie). Ce+7=p
séisme très violent
provoque
*à une série de vagues géantes. Deux
heures plus tard, ces vagues arrivent sur les côtés
et ravagent tout sur leur passage. Elles emportent
des villageois, des pêcheurs, des enfants, et les
touristes. Huit pays sont touchés : l’Indonésie, la
Thaïlande, la Birmanie, le Bangladesh, l’Inde, le
Sri Lanka, les Iles Maldives et même la somalie.
Les conséquences sur la population sont très Avant le séisme. Après le séisme.
importantes, on compte près de 230.000 morts et 5
Figure. 1 : Dégâts sur les infrastructures du
millions de sans-abris.
séisme (Lazio/Italie 2016).
Document 2: Les deux paramètres qu’utilisent les scientifiques pour estimer l’ampleur ou les dégâts
d’un séisme.
L’intensité sismique est l’un des paramètres du séisme et correspond à l’importance des dégâts du séisme en
un point donné. Elle se mesure avec l’échelle de Medvedev-Sponheure-Karnik encore appelée échelle
MSK sur laquelle les chiffres sont en Romain. L’échelle MSK décrit les effets d’un tremblement de terre en
terme de destructions des installations humaines et de modifications de l’aspect de terrain, mais également en
terme d’effets psychologiques sur la population (sentiments de peur, de panique, de panique générale.
2
Tous les séismes, qu’ils soient destructeurs ou non sont liés à l’existence de failles (cassure de
l’écorce terrestre qui partage un ensemble rocheux en deux compartiments décalés). En profondeur, les
roches sont soumises à des forces d’extension (mouvement d’écartement) et les forces de compression
(mouvement de rapprochement). Sous l’effet de ces forces d’écartement et de rapprochement qui s’exercent
sur les roches en profondeur, elles finissent par subir une brusque rupture provoquant des failles. L’énergie
accumulée par les roches est alors libérée à travers les failles et se propage sous formes des ondulations
appelées ondes sismiques jusqu’à la surface : c’est le séisme. Lieu de la rupture des matériaux en
profondeur est appelé le foyer. L’épicentre situé à la verticale du foyer est le lieu où les secousses sont le
plus intensément ressenties en surface. En fonction de la profondeur du foyer, on distingue des séismes
superficiels (foyer entre 0-60km), des séismes intermédiaires (60-300km) et des séismes profonds (de 300 à
700Km). Pour comprendre le mode de propagation des ondes sismiques, on peut observer la surface de
l’eau à la suite de la chute d’un petit caillou dans une bassine contenant de l’eau.
Après avoir observé les dégâts et interrogés les témoins, les géologues déterminent les zones où le
séisme a été ressenti avec la même intensité à l’échelle MSK susmentionnée.
Les séismes sont particulièrement fréquents dans certaines zones de la surface de la terre. Ils se produisent
surtout dans les chaines de montagnes, près des fosses océaniques et aussi le long des axes des dorsales.
(voir figure 5)
2
INDICATIONS N°1
De l’exploitation des documents 1, 2 et 3 :
- Cite quelques dégâts ou conséquences des séismes sur la population et sur les infrastructures ;
- Identifie puis compare les deux principaux paramètres dont les géologues utilisent pour évaluer
l’ampleur et les dégâts causés par un séisme en définissant chacun des paramètres et en
précisant l’échelle utilisée dans chaque cas ;
- Décris le déroulement d’un séisme en partant des événements qui se déroulent en profondeur de
la terre.
- Déduis-en l’origine des séismes en profondeur ;
- Définis les mots foyer et épicentre ;
- Localise les séismes à la surface du globe terrestre ;
- Explique enfin à travers un court paragraphe la notion de séisme en y mettant son origine
et ses manifestations à la surface de la terre.
Quand les vibrations issues d’un séisme parviennent à une station d’enregistrement, trois traits d’ondes
successifs s’inscrivent sur le sismographe.
Les ondes P et S sont des ondes de profondeurs ou de volume alors que les ondes L se propagent en surface.
Les ondes P ou ondes Primaires sont des ondes de nature de compression ou de décompression. Elles sont les
plus rapides et se propagent aussi bien dans les milieux solide que liquide. Elles ont une faible amplitude. Les
ondes S ou ondes secondaires sont celles qui arrivent après les ondes P et ont une vitesse de propagation et
une amplitude moyennes. Elles ne se propagent que dans les milieux solides. Ce sont des ondes de nature de
cisaillement.
Les ondes L ou ondes de Surface sont les dernières enregistrées par un sismographe. Elles ont une vitesse de
propagation faible avec une forte amplitude. Ce sont des ondes de nature transversale.
INDICATIONS N°2
De l’exploitation du document 4,
-Définis les mots : ondes sismiques,
sismographe et sismogramme ;
La croûte terrestre et la partie supérieure du manteau solide forment la couche superficielle de la terre
appelée lithosphère. Cette lithosphère se repose sur une couche de moindre rigidité, de moindre densité,
visqueuse appelée Asthénosphère qui est une partie du manteau supérieur.
Le magma, lorsqu’il est riche en Silice, il est visqueux et emprisonne beaucoup de gaz. Dans ce cas, la lave
ne peut s’écouler et bouche la sortie. Quand les gaz se libèrent, ils font tout exploser. La lave en se
refroidissant donnera une roche acide appelée Andésite. Si le magma est pauvre en silice, la lave est fluide et
ses gaz se libèrent facilement. On obtient une éruption calme ou effusive dont le refroidissement de la lave
donne du basalte qui est une roche basique.
Document 2 : Formation des roches volcaniques (Basalte et Andésite). 3
Tout magma arrivant en surface donne, en refroidissant des roches. Ces roches sont appelées des roches volcaniques.
a- Lame microscopique de deux roches volcaniques : Basalte et l’Andésite.
Figure 8 : Vue de l’observation au microscope optique Figure 9 : Lame mince d’Andésite au microscope
en lumière polarisée du Basalte. optique en lumière polarisée.
Lorsqu’une roche magmatique est constituée des minéraux jointifs observables à l’œil nus, alors sa structure
est dite Grenue.
La structure d’une roche est la disposition de l’ensemble des constituants de la roche.
Cristal : Grain visible dans une roche à l’œil nu ou seulement au microscope
Phénocristal : Cristal de grande taille
Microlite : petit cristal en forme de baguette allongée qui n’est visible qu’au microscope.
40°C 24°C
0°C
Cette expérience de modélisation est similaire à ce qui se passe lors de la formation des différentes
composantes des roches volcaniques de la profondeur à la surface. En profondeur, la température est élevée
et favorise une cristallisation du magma avec un refroidissement très lent. On obtient alors les gros cristaux.
Vers la surface de la terre, lors de la montée du magma, la température est moins élevée que la profondeur
et la cristallisation du magma devient lente. Dans de telle condition, la cristallisation du magma est partielle
avec un refroidissement qui conduit à la formation des petits cristaux ou microlites.
Il faut reconnaitre aussi que c’est l’ensemble des roches volcaniques et des roches plutoniques ( les roches
qui se forment en profondeur de la terre comme le granite) qui constituent les roches magmatiques.
INDICATIONS 4
De l’exploitation des documents 1, 2 et 3 :
-Relève la définition du volcanisme et ses manifestations
-Explique les étapes de la mise en place d’un volcan puis donne les caractéristiques des deux types
d’éruption volcanique en complétant le tableau ci-contre :
Les caractéristiques Eruption Effusive Eruption Explosive
Nature de la lave (visqueuse ou
fluide)
Produits émis (ce qui sort du
volcan)
Forme du cratère (dôme ou
cône)
Nature du bruit (calme ou
violent)
Roche formée à la surface
-Etablis un lien entre la viscosité du magma et le type d’éruption.
-Compare la structure du basalte et de l’andésite en te servant en te basant sur la taille des cristaux et
de la composition chimique de chacun des deux roches. Utilise le tableau ci-après pour le faire. (Doc
1 et 2)
Présence ou Présence ou Absence ou Composition chimique
absence de Absence de présence de (Roche riche en silice
phénocristaux microlite verre ou pauvre en silice)
Basalte
Andésite
-Déduis-en la structure des roches volcaniques en te servant des informations du document 2-a.
-Explique les différents modes de refroidissement du magma conduisant à la formation des
différentes composantes des roches volcaniques. (Document 2-b)
-Localise les volcans à la surface du globe
Explique alors l’intérêt de l’étude des volcans dans la connaissance de la terre.
EXERCICE 4 :
Explique comment les différents modes du refroidissement du magma de la profondeur de la terre à la
surface, permettent la mise en place de la structure microlithique ou vitreuse des roches volcaniques.
EXERCICE 5 :
EXERCICE 5 :
3
QUESTION DE RECHERCHE 2 : Mouvements des plaques lithosphériques et leurs
conséquences.
Dans le passé (environ deux milliard d’années), les territoires de notre planète bleue, n’étaient constitués que
d’une seule vaste étendue de terre continue appelée La Pangée. Mais aujourd’hui, on note que la terre est
divisée en de nombreuses portions appelées plaques lithosphériques qui sont en mouvements les uns par
rapport aux autres avec à la surface de la terre, de nombreux phénomènes géologiques. Quels sont les
mouvements auxquels sont soumis les plaques lithosphériques et quels sont leurs conséquences ?
LES OBJECTIFS DE LA QUESTION DE RECHERCHE :
Connaitre les différents types de mouvements dont les plaques sont animés ;
Connaitre les conséquences des mouvements des plaques ;
Connaitre la cause de la dynamique interne du globe terrestre ;
Connaitre la structure d’une roche métamorphique.
Selon Alfred. Wegener, tous les continents étaient autrefois rassemblés en un seul continent appelé la Pangée
(Mégacontinent). La Pangée aurait été entourée par un océan, le Panthalassa. Selon sa théorie, l'écorce
terrestre se serait brisée et aurait dérivé pour former les continents que nous connaissons aujourd’hui.
Lexique 1
Argument Paléontologique : qui a
rapport aux fossiles (restes des êtres
vivants animaux et végétaux dans
les formations géologiques).
Argument Géologique : qui a
rapport aux roches.
Théorie : Ensemble organisé de
principe, de lois scientifiques visant
à décrire et expliquer un ensemble
de faits
A. Wegener : Auteur de la théorie
de la dérive des continents.
Pour mettre tout le monde d’accord sur sa théorie, Wegener utilise plusieurs arguments dont l’argument
dont l’argument géologique et l’argument paléontologique. Voir figure 2 et 3.
3
Lexique 2
Les boucliers sont des
formations rocheuses.
Ga signifie milliard
d’année.
Ma signifie million
d’année.
Figure 15 : Répartition des structures rocheuses anciennes entre l’Afrique et l’Amérique du Sud
(Argument paléontologique)
INDICATIONS 6
De l’exploitation du document
1:
- Relève la théorie utilisée par
Alfred Wegener pour expliquer
la répartition actuelle des
continents dans sa théorie ;
- Donne le nom par lequel
Wegener a désigné l’ancien bloc
formé par les continents ;
- Relève quelques arguments
avancés par Wegener pour
montrer que sa théorie est vraie.
- Déduis-en alors que les
continents sont en
mouvements les uns par
rapport aux autres.
Figure 16 : Répartition des fossiles de même nature sur les continents (Argument Paléontologique).
La technique GPS (Global Positionning System) permet aujourd’hui de mesurer le déplacement des plaques
lithosphériques au millimètre près, grâce aux satellites qui déterminent la position exacte de divers points à
différents moments. Ces différentes mesures montres que le déplacement annuel des plaques est d’environ 2
Cm par An et n’est donc par perceptible directement. Ainsi dans les zones de dorsales, on constate que les
plaques sont animées par le mouvement de d’écartement ou de divergence. Au niveau des zones de fosses
océaniques, les plaques sont animées par des mouvements de rapprochement ou de convergence. Le long des
failles transformantes, les études ont montré que les plaques sont affectées par des mouvements de coulissage
ou de décrochage.
Figure 17 : Carte de répartition des mouvements aux limites des plaques lithosphériques.
b- Cause des mouvements des plaques lithosphériques.
Lorsqu’on chauffe de l’eau dans une casserole, on observe la remontée de l’eau chaude vers la surface. Mais
lorsque cette dernière vient rencontrer l’air moins chaud, elle se refroidit et redescend vers le fond de la
casserole. C’est un phénomène similaire qui s’observe dans la terre. Ainsi, les différences de température
qui règnent entre le manteau profond et la surface sont à l’origine des courants de convection observés dans
l’asthénosphère. Le moteur de ces mouvements thermiques est la radioactivité du globe. La désintégration
des éléments radioactifs dégage en effet des quantités considérables d’énergie. Cette énergie serait donc à
l’origine des courants de convection. Ces derniers (courants de convection) provoquent à leur tour les
déplacements de matière et par conséquent des mouvements de plaques.
INDICATIONS 7 Lexique 3
Une dorsale est un Relief sous-marin
De l’exploitation du document 2,
formé d’une longue chaîne de
-Relève les différents mouvements dont les plaques sont
montagnes (hauteur moyenne au-
animées et dis chaque fois la zone de déroulement de chaque
dessus du fond océanique : 2 000 m).
type de mouvement.
Une fosse océanique est un Relief
-Précise la nature des mouvements entre la plaque africaine et
sous-marin très profond en bordure de
la plaque Sud-Américaine.
certains continents ou îles (profondeur
-Précise l’origine ou la cause des mouvements de plaques
moyenne : 6 000 m).
lithosphériques.
Les mouvements de convection dans le manteau tendent à soulever la dorsale et à étirer cette zone
perpendiculairement à son axe. La lithosphère océanique distendue se fracture permettant ainsi la montée
de magma basaltique qui va colmater les fissures. Le processus de divergence des plaques étant
permanent, le phénomène se reproduit sans cesse : nouvelle fissuration, nouveau « colmatage » par des
basaltes et ainsi de suite. Il nait un nouvel océan qui repousse le plancher océanique plus ancien de part
et d’autre de la dorsale. Ce plancher est donc en expansion.
3ème Etape : Enfoncement du rift et son envahissement par les eaux marines proches. Deux
morceaux de lithosphère continentale se sépare et s’éloignent progressivement donnant lieu à un
océan qui va s’élargir sous l’effet des mouvements de divergences.
Figure 19 : Etapes de la formation d’un océan ou d’une lithosphère.
3
INDICATIONS 8
De l’exploitation du document 3,
-Décris brièvement les étapes de formation d’un océan ;
-Décris l’évolution de l’âge des fonds océanique de part et d’autre de l’axe de la dorsale ;
-Déduis-en alors les conséquences des mouvements de divergence.
La subduction est l’enfoncement d’une plaque océanique plus dense sous une autre plaque généralement
continentale moins dense. En s’enfonçant, les basaltes de la plaque plongeante libèrent une grande quantité
d’eau. L’eau diffuse dans le manteau situé au-dessus et permet alors la fusion des roches (péridotites) à une
température relativement faible (1.000°C). La montée de ce magma à la surface provoque un volcanisme
explosif ou Andésitique. En plongeant, la plaque océanique exerce une forte pression sur les roches. Ceci
4
provoque des séismes dont les foyers suivent un plan oblique appelé plan de Wadati-Benioff. Lorsque le
phénomène de la subduction se poursuit, la plaque océanique finit par disparaitre sous la plaque continentale
et il y aura la fermeture de l’océan.
Lexique 4 :
Les zones de
décrochages sont
des régions où
deux plaques
lithosphériques
coulissent l’une
contre l’autre.
INDICATIONS 9
De l’exploitation du document 4,
-Explique la notion de subduction ;
- Explique comment se déroule le volcanisme des zones de subduction ;
-Dis comment sont disposés les foyers des séismes qui se déroulent lors d’une subduction ;
-Explique la notion de collision puis donne ses conséquences ;
-Déduis-en les conséquences des mouvements de convergence des plaques lithosphériques;
- Précise les conséquences des mouvements de décrochage ;
-Explique alors la constance ou l’équilibre de la surface de la terre en te servant des phénomènes observés
au niveau des dorsales et au niveau des fosses océaniques ;
Le micaschiste.
INDICATION
En te servant des mots ou groupes de mots ci-après, complète le texte lacunaire pour structurer tes
connaissances notionnelles construites à travers la SA2 pour obtenir un texte expliquant le concept de
plaques lithosphériques.
Objectif : Démontrer son niveau de maitrise des connaissances construites et des habiletés à travers
des situations d’évaluation.
Tâche : Tu es invité(e) à identifier les mouvements dont parle Melvin et leurs conséquences. Pour ce
faire :
- Relève les arguments qui témoignent du déplacement des plaques lithosphériques. (Document1).
- Identifie les différents types de déplacements (mouvements) observés aux limites des plaques
lithosphériques (Document 2).
4
- Parmi les mouvements (déplacements) identifiés dans le document 2 :
Quels sont ceux qui se déroulent entre l’Inde et l’Asie ? (Document 3)
Quels sont leurs conséquences ? (Document 3)
- Explique enfin les mouvements des plaques lithosphériques dont parle Melvin et leurs
conséquences.
B- Réinvestissement ou Projection
En se servant de la fiche méthodologique d’élaboration d’un dossier utilisée en SA1, élabore avec tes
camarades en équipe et sous la supervision de ton professeur, des dossiers sur les thèmes que vous allez
ensemble choisis sous la supervision du professeur.
FIN SA 2