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19 Chapitre 1 La mobilité des continents : naissance d’une idée Unité La naissa

19 Chapitre 1 La mobilité des continents : naissance d’une idée Unité La naissance de la théorie de la dérive des continents [pp. 76-77 du manuel de l’élève] 1 Connaissances du programme Capacités et attitudes mises en œuvre dans l’unité • Au début du XXe, les premières idées évoquant la mobilité horizontale s’appuient sur quelques constatations : – la distribution bimodale des altitudes (continents/océans) ; – les tracés des côtes ; – la distribution géographique des paléoclimats et de certains fossiles. • Comprendre les difficultés d’acceptation des premières idées de mobilité. Exploitation des documents par les activités ➊ Doc. 1 ET 2 (Mettre en relation des informations). Voir le schéma p. 88. Cette activité doit permettre à l’élève d’appréhender l’argumentation de Wegener et de reconstituer la position initiale des deux continents à partir de diverses données géographiques, géologiques, paléontologiques et climatologiques. ➋ Doc. 3 et 4 (S’informer pour établir une relation entre diffé- rents documents). Wegener interprète la distribution statistique du relief (doc. 3) comme le signe d’une différence de matériau pour les continents et les océans. Les continents, formés d’un matériau moins dense (le SIAL), seraient en équilibre sur un matériau plus dense (le SIMA) qui constituerait le plancher des océans. Sur la base de l’idée de mouvements verticaux du SIAL sur le SIMA, il imagine également la possibilité de déplacements horizontaux des continents. ➌ Doc. 1, 2 et 5 (Interpréter des faits d’observation). La théorie des translations de Wegener se base sur les liaisons continentales passées, dont témoignent les vestiges glaciaires, paléontologiques et géologiques. Le déplacement des continents, possible selon l’analyse que Wegener fait de la répartition des altitudes à la sur- face terrestre, rend vraisemblable la théorie de la dérive des conti- nents, à partir de « socles continentaux jadis contigus ». ➍ En conclusion (Communiquer en rédigeant une synthèse). La synthèse doit reprendre l’ensemble des arguments géographiques, lithologiques, paléontologiques et climatologiques présentés dans cette double page. Conseils et suggestions - La théorie de la tectonique des plaques a été présentée au col- lège. Il s’agit en Première S de montrer comment ce modèle s’est peu à peu construit en mettant en œuvre, comme le demande le programme, une approche historique. Ainsi, les faits sont replacés dans le contexte scientifique de l’époque où ils ont été mis en évidence. – À l’époque d’Alfred Wegener, les scientifiques s’accordent pour dire que la Terre est entièrement solide, sans toutefois partager la même vision de son histoire « tectonique ». Dès 1880, une corréla- tion entre l’Europe et l’Amérique est établie sur la base des vestiges des orogénèses hercyniennes et calédoniennes. Celles-ci suggèrent que l’océan Atlantique fut également le siège de ces orogénèses : c’est la théorie des ponts continentaux, effondrés dans les océans (E. Suess et Haug). L’autre vision plaide pour la permanence des continents et des océans, compatible avec le principe de l’isostasie et l’existence de géosynclinaux en bordure des continents. Selon cette idée, l’hypothèse des effondrements de ponts continentaux est incompatible avec l’isostasie. Wegener fera la synthèse de ces deux visions contradictoires. – Si l’idée d’une mobilité continentale avait déjà été émise au XIXe siècle, le mérite de Wegener fut d’étayer cette hypothèse au moyen d’arguments scientifiques. Pour cette première unité, le choix a donc été fait de présenter d’abord les faits observés et réunis par Wegener (page de gauche) puis leur interprétation (page de droite). – L’un des éléments essentiels de la controverse opposant Wegener et ses contradicteurs est la dualité océan-continent, mise en évi- dence par la distribution statistique du relief à la surface de la Terre et montrée par la courbe de Trabert (doc. 3). Thème 2 – Chapitre 1 19 La tectonique des plaques : histoire d’un modèle Thème 2 Le doc. 2 correspond à deux clichés permettant de localiser la protéine Her-2 sur un tissu sain et sur un tissu cancéreux issu d’une tumeur du sein. Une coloration marron, témoin de la présence de Her-2, est largement visible sur le tissu cancéreux alors qu’elle ne l’est pas sur le tissu sain. Les cellules cancéreuses contiennent donc davantage de protéine Her-2 que les cellules saines. Le doc. 3 est un tableau nous renseignant sur la quantité d’ARNm Her-2 présents dans des cellules saines et des cellules cancéreuses issues de tumeurs du sein. Dans les cellules saines, l’ARNm Her-2 est environ 2 fois plus abondant que l’ARNm TBP (ARN témoin) alors que dans les cellules cancéreuses il est environ 300 fois plus abondant. Finalement, les cellules cancéreuses ne contiennent pas les mêmes protéines que les cellules saines. En particulier, elles contiennent beaucoup plus de protéine Her-2 que les cellules saines : le phéno- type moléculaire est donc perturbé dans les cellules cancéreuses. Comme elles présentent aussi beaucoup plus d’ARNm Her-2, on peut penser que c’est l’expression de l’information génétique, en particulier la transcription, qui est perturbée dans les cellules can- céreuses. Thème 1 – exercices 18 SVT 1re S © Éditions Belin 2011 SVT 1re S © Éditions Belin 2011 Conseils et suggestions – La théorie des translations de Wegener (1912) a donné lieu à des débats qui menèrent à l’abandon de la théorie malgré des arguments convaincants de Wegener : il manquait un moteur à la mobilité horizontale des continents. – À la théorie des ponts continentaux (doc. 1) avancée par Émile Haug (et E. Suess), Wegener répond par l’impossibilité physique pour le SIAL de s’enfoncer dans le SIMA de densité plus importante. Cet argument se retournera contre Wegener : si le SIMA est plus rigide que le SIAL, alors celui-ci ne peut se déplacer à sa surface. – Les données sismiques enregistrées à la fin du XIXe siècle prou- vent que les parties internes du globe sont solides. Selon les détrac- teurs de Wegener, cet état physique du globe est incompatible avec la mobilité des continents. Pourtant, dans la dernière édition de son livre « La genèse des continents et des océans », Wegener évoquait déjà la viscosité et non pas la rigidité des matériaux internes – Comme demandé par le nouveau programme de Première S, les données sismiques ne sont pas appréhendées ici pour établir la structure interne du globe et mettre en évidence des zones de discontinuités profondes. En d’autres termes, on ne cherche plus à établir le modèle PREM – qui est un modèle récent – mais à replacer dans l’histoire du modèle de la tectonique des plaques l’apport de l’étude des ondes sismiques. Dans cette unité, ces données témoi- gnent de l’état solide du globe et, dans l’unité 3, de la distinc- tion entre la croûte océanique et la croûte continentale. Plus loin (chapitres 2 et 3), les ondes sismiques permettent de distinguer la lithosphère de l’asthénosphère et de mettre en évidence le phé- nomène de subduction via la technique de tomographie sismique. – Une modélisation analogique est possible (voir p. 81) : elle utilise un logiciel (Audacity par exemple, logiciel libre). De nombreux serveurs académiques présentent des protocoles d’enregistrements d’ondes sismiques. Une modélisation numérique de la propagation des ondes sismiques dans les parties internes du globe est égale- ment possible : on peut par exemple utiliser le module « Modèle Terre » du logiciel Sismolog. L’abandon de la théorie de la dérive des continents [pp. 78-79 du manuel de l’élève] 2 Unité Connaissances du programme Capacités et attitudes mises en œuvre dans l’unité • Ces idées se heurtent au constat d’un état solide de la quasi-totalité du globe terrestre établi, à la même époque, par les études sismiques. L’idée de mobilité horizontale est rejetée par l’ensemble de la commu- nauté scientifique. • Comprendre les difficultés d’acceptation des premières idées de mobilité. • Réaliser et exploiter des modélisations analogique et numérique pour établir un lien entre propagation des ondes sismiques et structure du globe. Exploitation des documents par les activités ➊ Doc. 1 et 2 (Confronter des arguments). Pour les adversaires de Wegener (les « fixistes »), les ponts continentaux expliquent les corrélations transatlantiques des faunes et flores et invalident la théorie de la dérive des continents. Pour les partisans de celle-ci (les « mobilistes »), les ponts continentaux sont physiquement impossibles en raison de la différence de densité du SIAL et du SIMA. ➋ Doc. 3 a 4 (Mettre en relation des informations). Le doc. 4 explique que les ondes S ne se propagent pas dans les liquides. Or, l’enregistrement à Postdam, du séisme du Japon, montre que des ondes S ont traversé les zones profondes du globe (doc. 3). C’est la première preuve que le manteau n’est pas liquide, mais solide. ➌ Doc. 5 (Utiliser un modèle numérique). La modélisation montre que les ondes S se propagent dans les couches de sur- face (la « croûte ») et mais aussi dans les couches internes (ici, le « manteau ») de la Terre. Celles-ci sont donc solides. Cette rigidité est difficilement compatible avec le déplacement horizontal des continents (mais également incompatible avec l’effondrement des ponts continentaux). ➍ Doc. 6 (Saisir des informations). Compte tenu de la rigidité de la croûte et du manteau, le déplacement horizontal des uploads/Geographie/ theme2-pdf.pdf