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Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : E

Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com 1. Intégration dans les programmes L’hypothèse d’une expansion océanique et sa confrontation à des constats nouveaux Au début des années 1960, les découvertes de la topographie océanique et des variations du flux thermique permettent d’imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à l’axe des dorsales, conséquence d’une convection profonde. La mise en évidence de bandes d’anomalies magnétiques symétriques par rapport à l’axe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d’inversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du siècle), permet d’éprouver cette hypothèse et de calculer des vitesses d’expansion. Comprendre comment la convergence des observations océanographiques avec les mesures de flux thermique a permis d’avancer l’hypothèse d’une expansion océanique réactualisant l’idée d’une dérive des continents. Comprendre comment la corrélation entre les anomalies magnétiques découvertes sur le plancher océanique et la connaissance plus ancienne de l’existence d’inversion des pôles magnétiques confirma l’hypothèse de l’expansion océanique. Calculer des taux d’expansion. Le renforcement du modèle par son efficacité prédictive Le modèle prévoit que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forage sous-marins JOIDES) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des plaques. Le modèle prévoit des vitesses de déplacements des plaques (d’après le paléomagnétisme et les alignements de volcans intraplaques). Avec l’utilisation des techniques de positionnement par satellites (GPS), à la fin du XXème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont confirmées. Saisir et exploiter des informations sur cartes. Concevoir, réaliser et exploiter un modèle analogique. Réaliser des mesures sur le terrain pour comprendre le principe du GPS. Saisir et exploiter des données sur des logiciels. Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com 2. Objectif général La compréhension du phénomène « expansion océanique » ne pose pas véritablement problème car elle est déjà connue implicitement des élèves : les océans « s’ouvrent » car de nouveaux basaltes apparaissent au niveau de la dorsale et repoussent les basaltes plus anciens de chaque côté. Le problème est ailleurs : dans cette partie de programme, les élèves vont devoir analyser de nombreux documents de mesures réalisées dans les années 60 et traités in fine sous forme de cartes originales. - Carte du type peau de zèbre dans le 1er cas - Carte de l’âge des sédiments océaniques s en contact avec les basaltes dans le second cas - Or, ces documents posent inévitablement des problèmes de vision dans l’espace et dans le temps à certains élèves. En effet, on commence par des mesures en ligne : profil sismique Forages Fiche pédagogique de la maquette SORDALAB Tél. : +33 1 69 92 26 72 Les mesures paléomagnétiques sont synthétisées sur un plan, lisible en 2D : c’est la peau de zèbre La datation est peu évidente car elle ne se déduit de l’échelle paléomagnétique que si l’on considère que les basaltes situés au niveau de la dorsale sont récents (ce qui devient tautologique pour l’élève Ces deux documents illustrent bien le passage des différents niveaux de lecture Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com sur un plan, lisible en Les résultats de carottage sont synthétisées des sédiments au contact des basaltes. Elle ne se comprend qu’en 3D (nécessitant le passage par une coupe). La datation est peu évidente car elle ne se déduit de l’échelle considère que les basaltes situés au niveau de vient tautologique pour l’élève) Dans ce cas, la datation est simple (code couleur et légende fournie). bien le passage des différents niveaux de lecture : preuves de l’expansion océanique » sont synthétisées sur une carte présentant l’âge des sédiments au contact des basaltes. Elle ne se comprend qu’en 3D (nécessitant le passage par une coupe). Dans ce cas, la datation est simple (code couleur et légende fournie). Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com Activités proposées : Pour faciliter la compréhension de ces documents, les activités sur la maquette proposent de mettre l’élève dans des situations de mesure et de traitement de données proches (bien que très simplifiées) de celles rencontrées par les chercheurs des années 60 : 1. Réaliser un profil magnétique, le traduire sous forme d’une bande d’inversions magnétiques puis associer l’ensemble des données sous la forme d’une carte 2. Réaliser une série de forages, en déduire la disposition des couches sédimentaires en profondeur (coupe transversale) et traduire les résultats sous la forme d’une carte pertinente. Une fois ces activités réalisées, la bonne compréhension des cartes et profils permet de passer plus facilement à l’interprétation des résultats et au calcul de vitesse d’expansion. Activité 1 : la validation de l’hypothèse d’une expansion océanique par les inversions paléomagnétiques. Au préalable, l’enseignant aura présenté les propriétés magnétiques des roches magmatiques ainsi que les inversions du pôle magnétique terrestre (périodes normales et inverses) En quoi le modèle permet-il de valider l’hypothèse d’une expansion océanique ? Il s’agit de comprendre : - comment on obtient un profil magnétique - comment on passe du profil magnétique à la peau de zèbre Une fois ces deux étapes réalisées, on pourra amener l’élève à raisonner sur la peau de zèbre et à déduire les deux arguments qui valident l’hypothèse de l’expansion - La disposition parallèle et symétrique des anomalies par rapport à l’axe de la dorsale - L’augmentation régulière de l’âge des basaltes quand on s’éloigne de la dorsale Dorsale océanique Plateau continental Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique » Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com Notions développées Activités Valeur moyenne du champ magnétique terrestre actuel Calibrage du teslamètre (en s’éloignant un peu de la maquette) Profil magnétique Mesure de l’écart entre la valeur moyenne du champ magnétique et la valeur du champ magnétique au-dessus des basaltes avec le teslamètre. Attention à mesurer précisément le long de la ligne sur la maquette. Les élèves doivent tracer les points à mesurer avant de commencer (au crayon, tous les cm le long de la ligne). Réalisation, sur tableur, du graphique « intensité du champ magnétique en fonction de la distance à la dorsale ». L’axe des x représente la valeur du champ moyen. Anomalies positives et négatives (sur un profil) Grandeurs obtenues variables mais soit supérieures, soit inférieures à la valeur du champ moyen. Traduction du graphique mT = f(D) en bandes d’anomalies magnétiques (noires et blanches). Fiche pédagogique de la maquette SORDALAB Tél. : +33 1 69 92 26 72 Passage de n profils à la « peau de zèbre » Association des résultats des Il peut y avoir de grandes variations dans les mesures profils ‘peau de zèbre’ ne sera pas cohérent. Insister sur le fait que les mesures réelles varient beaucoup moins, il s’agit ici d’une simulation pour assurer la compréhension. Datation des basaltes océaniques Plateau continental Fiche pédagogique de la maquette : « preuves de l’expansion océanique Ref : EXPOCEAN SORDALAB | PARC SUDESSOR - 15 Avenue des Grenots - 91150 ETAMPES - FRANCE Tél. : +33 1 69 92 26 72 - Fax : +33 1 69 92 26 74 - www.sordalab.com - Mail : info@sordalab.com résultats des différents binômes (côté différent de la dorsale, zone latérales) Il peut y avoir de grandes variations dans les mesures effectuées en fonction de l’expérimentateur. Dans ce cas, le n profils ‘peau de zèbre’ ne sera pas cohérent. Insister sur le fait que les mesures réelles varient beaucoup moins, il s’agit ici uploads/Geographie/ exp-ocean.pdf