Leçon 12 : La tectonique des plaques
Objectifs spécifiques
Décalquer, à partir de cartes, la répartition des volcans et celle des séismes à travers le monde pour découvrir puis définir les zones stables et les zones actives
Comparer la répartition des volcans à celle des séismes en superposant les deux calques réalisés pour en déduire la coïncidence des zones instables avec celle des séismes et des volcans.
Expliquer la notion de plaque lithosphérique en mettant en relation les zones instables et les limites des plaques
Relever, à partir d'une carte de répartition mondiale des plaques lithosphériques, le nombre et le nom des différentes plaques
A partir d'une carte de répartition mondiale des plaques lithosphériques, localiser, les zones d'écartement et les zones de rapprochement des plaques pour en déduire la notion de mobilité des plaques
Décrire, à partir de schéma ou de films, les phénomènes qui se déroulent au niveau de chacune des deux zones : - zone d'écartement - zone rapprochement
Illustrer le mouvement le mouvement des plaques lithosphériques par un modèle en utilisant les matériaux de son choix
Formuler des hypothèses sur l'origine de la mobilité des plaques à partir des pré acquis
Confirmer ou infirmer les hypothèses formulées en les confrontant à des informations tirées de documents (schémas, photos...)
Modéliser les courants de convection pour expliquer l'origine de la mobilité des plaques
Découvrir la théorie de WEGENER relative à la dérive des continents, à partir de l'exploitation de documents
Observer des photos ou schéma illustrant une chaîne de montagne pour identifier des plis et des failles
En utilisant les matériaux de son choix, modéliser les plis et les failles à partir des pré acquis
MAÎTRISE DES CONNAISSANCES⚓
EXERCICE 1
Question⚓
La carte ci-dessous représente les plaques lithosphériques et les mouvements qui les affectent.
1) Nomme les plaques lithosphériques les plus visibles.
2) Cite les phénomènes géologiques qui se déroulent dans les zones d'écartement des plaques.
3) Cite les phénomènes géologiques qui se déroulent dans les zones de rapprochement des plaques.
4) Explique le moteur de la mobilité des plaques.
5) Liste les conséquences de la mobilité des plaques.
Solution⚓
1) Les plaques lithosphériques les plus visibles sur la carte sont : − Plaque Pacifique − Plaque Nord-Américaine − Plaque des Caraïbes − Plaque des Cocos − Plaque de Nazca − Plaque Sud-Américaine − Plaque Africaine − Plaque Eurasienne − Plaque Indienne − Plaque Australienne − Plaque Arabique − Plaque Somalienne − Plaque des Philippines − Plaque Scotia − Plaque Antarctique
2) Dans les zones d'écartement des plaques on peut observer les phénomènes géologiques suivants : − des rifts ou failles normales − des séismes − des volcans sous marins − la formation d'océans ou de mers voire même l'apparition d'une nouvelle croûte océanique
3) Les phénomènes géologiques qui se déroulent dans les zones de rapprochement des plaques sont : − la présence de fosses océaniques − des éruptions volcaniques − la création de séries d’îles volcaniques − des tremblements de terre − la formation de chaînes de montagnes − la disparition d'océans ou de mers ou encore la disparition de la croûte océanique
4) Expliquons le moteur de la mobilité des plaques : La mobilité des plaques est due à la dissipation de l'énergie interne de la terre par des courant de convection et à la présence de forces entre les plaques. En effet, la mise en place du magma, suite à la fusion des roches magmatiques sous l'effet d'une très forte température, traduit la production d'énergie. Ce magma étant bouillant, il amorce alors une montée vers la surface, pour un refroidissement, créant ainsi un transport d'énergie. Cela se traduit donc en surface, par un écartement des plaques, sous l'effet des forces de répulsion. Une fois refroidie en surface, la matière replonge vers les profondeurs. Cette descente, conduit à un rapprochement des plaques, sous l'effet des forces d'attraction, entraînant ainsi la lithosphère océanique vers les continents. Donc, ce mouvement du magma provoque des courants de convection qui expliquent la divergence ou la convergence des plaques.
5) La mobilité des plaques a pour conséquences : − la Dérive des Continents − les volcans et séismes aux frontières des plaques. − les déformations à travers les plis (formation des chaînes de montagnes) et les failles (mise en place des mers et océans).
EXERCICE 2
Question⚓
Définis les mots ou groupes de mots suivants :
Lithosphère
EXERCICE 3
EXERCICE 4
EXERCICE 5
COMPÉTENCES METHODOLOGIQUES⚓
EXERCICE 1
Question⚓
Le schéma ci-dessous représente une coupe partielle du globe terrestre qui peut être le siège de plusieurs phénomènes géologiques dynamiques ayant de nombreuses conséquences.
1- Décris les mouvements qui affectent les plaques lithosphériques en (2).
2- Considérant le sens des flèches liées au phénomène (2), déduis la conséquence du mouvement des plaques lithosphériques sur la taille de l'océan (e).
3- Décris le comportement des plaques lithosphériques en (1).
4- Considérant le sens des flèches liées au phénomène (1), déduis la conséquence du mouvement des plaques lithosphériques sur la taille de l'océan (e).
5- Les effets de ces deux phénomènes sur la taille de l'océan sont-ils les mêmes ? Justifie ta réponse.
Solution⚓
1) En (2) les plaques lithosphériques sont affectées de mouvements d'écartement ou divergence au niveau d'une dorsale.
2) Considérant le sens des flèches liées au phénomène (2) , nous déduisons que le mouvement des plaques lithosphériques aura pour conséquence l'agrandissement de la taille de l'océan (e).
3) En (1) nous observons des mouvements de rapprochement des deux plaques. En effet, la plaque lithosphérique océanique (d) glisse sous la plaques lithosphérique continentale au niveau d'une fosse océanique.
4) Considérant le sens des flèches liées au phénomène (1), nous déduisons que le mouvement des plaques lithosphériques provoquera une diminution de la taille de l'océan (e).
5) Ces deux phénomènes ont des effets différents sur la taille de l'océan. En effet, le phénomène de subduction observé en (1) peut entraîner la disparition de la plaque océanique (d) et donc la fermeture de l'océan (e), alors qu'en (2) le phénomène d'accrétion observé va entraîner la formation d'une lithosphère océanique, d'où une expansion de l'océan (e).
EXERCICE 2
Question⚓
Les deux schémas ci-dessous représentent la même région du globe à deux époques différentes : Y correspond au temps t et X correspond au temps t – 120 millions d'années.
1- Décris les mouvements qui affectent les plaques B et C au temps X.
2- Indique le résultat des mouvements de ces plaques au temps Y.
Solution⚓
1) Au temps X les plaques océaniques B et C sont affectées de mouvements de rapprochement ou convergence. Les deux plaques se rapprochent et la plaque B glisse sous la plaque C.
2) au temps Y les mouvements de ces deux plaques provoquent la création d'arc insulaire volcanique sur le plancher océanique, visible au niveau de la plaque C.
EXERCICE 3
Question⚓
Le texte ci-dessous (document 1) décrit un phénomène géologique qui se déroule dans une zone du document 2.
Document 1 :
La disparition d'une plaque est un phénomène surprenant. Inexorablement poussée par les mouvements du manteau, elle passe sous sa voisine, rentrant dans les profondeurs de la Terre. Les matériaux, avalés par le manteau, iront rejoindre les magmas internes...La lente descente de la croûte océanique dans le manteau supérieur chaud le long du plan de subduction entraîne un réchauffement progressif de la plaque plongeante et des sédiments gorgés d'eau qui la recouvrent et qui ont été entraînés dans la subduction. Le magma ainsi formé s'élève pour venir faire éruption à la surface et donner naissance aux chaînes de volcans andésitiques, en arrière des fosses océaniques. Dans ce type de convergence océan-continent, le volcanisme est accompagné d'un épaississement de la croûte continentale (on parle de volcanisme de cordillères). Texte tiré du site : notre-planète.info
Document 2 :
Réponds à ces questions suivantes :
1. Identifie sur le schéma (document 2) la zone affectée par le phénomène décrit dans le texte. Pour cela, recopie la lettre qui la désigne.
2. Indique la zone d'où proviennent les matériaux qui donnent naissance au magma qui s'élève pour provoquer une éruption. Pour répondre recopie la lettre qui désigne cette zone.
3. Identifie la nature des roches produites par ce phénomène géologique.
4. Indique la conséquence du phénomène géologique sur le relief.
Solution⚓
1) Sur le schéma (document 2), la zone affectée par le phénomène décrit dans le texte est la zone (a).
2) Les matériaux qui donnent naissance au magma qui s'élève pour provoquer une éruption proviennent de la zone (b).
3) Les roches produites par ce phénomène géologique sont de nature andésitique.
4) La conséquence du phénomène géologique sur le relief est la naissance d'un volcanisme de cordillères.
EXERCICE 4
Question⚓
Alfred Wegener est le premier en 1951 à émettre l'hypothèse que les continents étaient autrefois réunis en une seule masse continentale appelée la Pangée.
1- En considérant la forme de continents africain et sud-américain, formule une hypothèse pour montrer la disposition relative (l'un par rapport à l'autre) des deux continents à l'époque de la Pangée.
2- A partir du document ci-dessous indique les arguments qui expliquent que les continents africain et sud-américain étaient jadis unis selon la théorie d'Alfred Wegener.
Leçon 13 : La formation des roches métamorphiques⚓
Objectifs spécifiques
Comparer les roches d'une série métamorphique à partir d'échantillons et/ou de photos pour découvrir et puis définir la notion de métamorphisme
Identifier les caractères communs aux roches métamorphiques, à partir de l'observation de plusieurs échantillons (ou de photos) de roches métamorphiques
Découvrir la présence de cristaux
Décrire la disposition de ces cristaux, à partir de l'observation au microscope de lames minces de roches métamorphiques
Comparer, à partir de photos, la forme et la disposition des minéraux du granite et du gneiss pour découvrir la transformation architecturale des minéraux lors du métamorphisme. En déduire les facteurs responsables (T, P) caractéristiques
Découvrir les caractéristiques des différents types de métamorphisme ainsi que leur localisation à partir de documents illustrant le métamorphisme général et le métamorphisme de contact
Mettre en relation les phénomènes liés à la tectonique des plaques et les variations des facteurs du métamorphisme (T et P) à partir de pré acquis et de documents supplémentaires pour expliquer les transformations subies par les roches lors du métamorphisme
MAÎTRISE DES CONNAISSANCES⚓
EXERCICE 1
EXERCICE 2
EXERCICE 3
EXERCICE 4
Question⚓
2. Rappelle les noms des différents types de métamorphismes et leurs caractéristiques.
Solution⚓
2) Les différents types de métamorphismes sont :
− le Métamorphisme régional ou général :
Causé par l'enfouissement et par les collisions de plaques tectoniques, ce type de métamorphisme touche, en profondeur, de vastes surfaces.
Des transformations minéralogiques et structurales importantes restent caractéristiques de ce type de métamorphisme avec des minéraux orientés lors de leur cristallisation (schistosité, foliation, linéation).
Cependant, les roches peuvent subir des changements de nature chimique mais assez limitées.
− le Métamorphisme de contact :
Il s'agit de transformations liées à la montée des roches magmatiques à travers des roches sédimentaires. La recristallisation est observée uniquement au contact d'une intrusion magmatique.
La chaleur du magma (la température) est responsable de la transformation des roches qui l'entourent. La zone métamorphisée est réduite et dessine une auréole de métamorphisme autour du magma refroidi.
On y observe des roches tachetées, dures sans aucune orientation préférentielle.
Donc, pour ce type de métamorphisme des transformations chimiques peuvent se produire mais les transformations structurales sont limitées.
Question⚓
3. Définis les termes et expressions suivants: métamorphisme, épizone, catazone et facteurs du métamorphisme.
Solution⚓
3) Définition des termes et expressions suivants :
− Métamorphisme : C'est la transformation d'une roche préexistante sous l'effet de la pression et/ou de la température
− Épizone : C'est une zone de basses pressions et des températures faibles. Elle correspond à un métamorphisme faible.
− Catazone : C'est une zone où la température et la pression sont élevées. Elle caractérise un métamorphisme fort ou intense.
− Facteurs du métamorphisme : Une température et une pression élevées sont les facteurs du métamorphisme.
COMPÉTENCES MÉTHODOLOGIQUES⚓
EXERCICE 1
Question⚓
On dispose deux documents (X et Y).
Le document x montre une roche dure formée pour l'essentiel de grains de quartz : c'est un grès
1. Décris la texture de cette roche.
Question⚓
2. La transformation métamorphique du grès a produit la roche représentée par le document Y. Il comporte aussi essentiellement des grains de quartz. C'est un quartzite. Cette roche très dure, est formée entièrement de grains de quartz très aplatis allongés parallèlement.
Décris la texture de cette roche.
Question⚓
3. Le passage du grès au quartzite est lié à des conditions de température et de pression généralement liées à la tectonique de compression dans les ceintures orogéniques.
En comparant les textures des 2 roches, montre les transformations qui ont affectées le grès originel.
EXERCICE 2
Question⚓
2. Indique les transformations qui ont affecté les différents minéraux des roches en passant de R1 à R2, puis de R2 à R3
Solution⚓
2) Indiquons les transformations qui ont affecté les différents minéraux des roches en passant de R1 à R2, puis de R2 à R3.
En passant de R1 à R2 les gros cristaux de feldspath ont été allongés. De plus, le quartz est organisé en long rubans. La roche acquiert donc une schistosité et une foliation. Dans cette phase, la roche a subi une transformation métamorphique moyenne de type régional.
Pour le passage de R2 à R3, les grains de la roche ont été transformés en de plus petits cristaux de même taille disposés en feuillets. La roche s'est donc foliée. Dans cette phase, la roche a subi une transformation métamorphique intense de type régional.
EXERCICE 3
Question⚓
Les schémas ci-dessous (1 et 2) mettent en évidence la circulation de la matière et le métamorphisme.
1. Déduis du schéma l'origine des sédiments.
EXERCICE 4
Question⚓
2. Décris les transformations ainsi les mises en ordre.
Solution⚓
2) Description des transformations ainsi mises en ordre.
En (4) avec le phénomène de diagenèse, les dépôts de sédiments se sont transformés en roches sédimentaires consolidées. L'enfouissement de la roche entraîne un métamorphisme régional en (3) donnant des schistes cristallins et des micaschistes. Les roches foliées ont acquis une schistosité.
Au fur et à mesure que l'enfouissement continue, le métamorphisme devient de plus en plus intense. Ce qui donne en (1) des gneiss ; roches foliées à grains fins, présentant une meilleure schistosité.
Enfin, en (2) la roche métamorphosée entre en contact avec du granite (roche magmatique). Cela aboutit à un métamorphisme de contact des roches encaissantes.
Question⚓
4. L'intrusion du granite provoque également la transformation des roches encaissantes.
a) Décris ces transformations.
b) Compare les facteurs qui sont responsables de ces transformations à ceux qui interviennent dans les phénomènes décrits dans les questions 1 et 2.
Solution⚓
a) Description de ces transformations.
La chaleur du magma provoque l'apparition d'une auréole de métamorphisme autour du granite (roche magmatique en cours de refroidissement).
On y observe aussi des schistes tachetés sans aucune orientation préférentielle.
b) Pour ce type de métamorphisme, c'est principalement la chaleur dissipée par le granite en cours de refroidissement qui est responsable des transformations observées. Par contre, dans les phénomènes décrits dans les questions 1 et 2 c'est surtout une pression élevée liée au contexte d'enfouissement qui est responsable des transformations constatées.
Donc, la chaleur dissipée par une roche magmatique en cours de refroidissement provoque un métamorphisme de contact alors qu'une pression et une température élevées, liées à la tectonique, engendrent un métamorphisme régional.