Modélisation du volcan

Classe de CM1c de l’école élémentaire du 12ème km
Rallye sciences 2004-2005
REALISER LA SIMULATION D’UN VOLCAN
1)
Qu’est-ce qu’un volcan ?
Nous avons la chance d’habiter sur une île volcanique et de voir régulièrement
notre Piton de la Fournaise cracher de la lave. Mais comment ça marche, là
dessous ?
La Terre est constituée d’une succession d’enveloppes concentriques (un peu
comme un oignon). Au centre, il y a un noyau très dense (dans lequel la
température peut dépasser 5 000°C !) et un noyau externe liquide. Autour de ce
noyau, on trouve le manteau intérieur et le manteau extérieur. Enfin, il y a la
lithosphère formée de la « peau » du manteau extérieur et d’une mince couche
qui porte les continents.
Plus on s’enfonce à l’intérieur de la Terre et plus la température augmente (on
peut comparer l’intérieur de la Terre à une gigantesque centrale nucléaire). La
Terre doit donc évacuer sa chaleur vers l’extérieur sinon, elle exploserait. Ainsi,
les volcans sont les soupapes de sécurité de notre Terre « cocote-minute ».
Le manteau, surchauffé par le noyau brûlant, « bouge » comme l’eau d’une
casserole lorsqu’elle est en ébullition. Sur ce manteau, il y a d’immenses plaques
(plaques continentales et plaques océaniques) qui glissent.
• Lorsque deux plaques océaniques se séparent, un fossé (ou rift), se creuse
entre elles. Le magma remplit ce fossé. La lave refroidit, durcit et
rallonge les bords des plaques. Ces éruptions sous-marines ne sont pas
visibles (sauf par les spécialistes).
•
Lorsque deux plaques se heurtent, une plaque glisse alors sous l’autre. Les
spécialistes parlent de volcanisme explosif.
•
Au milieu de minces plaques océaniques apparaissent des volcans de point
chaud. Le magma construit alors un volcan sous-marin qui, s’il émerge,
devient une île.
Une éruption volcanique se déclenche lorsque le magma arrive à la surface de la
Terre. Les volcanologues définissent deux types d’éruptions :
o Les éruptions calmes ou effusives : elles sont accompagnées de
coulées de lave fluide et se produisent lorsque le magma est pauvre
en gaz. C’est le cas à la Réunion avec le Piton de la Fournaise.
o Les éruptions explosives : elles se produisent lorsque le magma est
riche en gaz (lave visqueuse). L’arrivée à la surface de ce magma
provoque des projections de gros blocs, de bombes, de gouttelettes
qui deviennent des cendres volcaniques en se refroidissant. C’est le
cas aux Etats-Unis avec le Mont Saint Helens ou le Pinatubo aux
Philippines.
GLOSSAIRE
Bombe : roche volcanique, solide ou pâteuse, projetée lors d’une eruption
explosive.
Lave : liquide très chaud (de 900 à 1 200°C) qui vient du magma débarrassé de
ses gaz.
Magma : liquide composé de lave et de gaz, produit par la fusion des roches du
manteau de la Terre ou de sa croûte.
Nos informations viennent de plusieurs sites internet sur les volcans et du
magazine GEO Hors série sur les volcans (2000).
2) Comment faire pour réaliser une simulation d’éruption
dans notre classe ?
Nous avons fait des recherches chacun de son côté et nous avons trouvé
plusieurs possibilités :
Utiliser la réaction chimique qui se produit lorsqu’on mélange du vinaigre
et du bicarbonate de sodium (ou de la levure). (Idée provenant du livre Les
petits débrouillards Le cœur de la Terre chez Albin Michel et du site
internet lespetitsdébrouillards.com)
Mettre du ketchup et le recouvrir de purée de pomme de terre. Placer
l’ensemble sur une plaque de cuisson et cuire. Le ketchup représente la
lave et la purée, le volcan. Avec la chaleur, la purée fait des petits
cratères et le ketchup s’échappe (comme de la lave). (Idée du père d’un
élève).
Utiliser de la pâte à tarte pour représenter le volcan et de la confiture
pour la lave. Emprisonner de la confiture dans deux ronds de pâte et faire
un petit trou au milieu du rond du dessus. Mettre à cuire. Avec la chaleur,
la confiture devient plus liquide et s’échappe par le trou comme dans un
volcan effusif. (Idée provenant du site legout.com sur la semaine du goût)
Comme nous n’avions ni four, ni plaque de cuisson dans notre classe, nous avons
décidé de réaliser l’expérience proposée par les petits débrouillards.
2)
Nos réalisations.
Nous avons fabriqué de la pâte à sel en y ajoutant de la peinture noire ou
marron. Ensuite, nous avons entouré une petite bouteille en plastique avec
cette pâte pour représenter un volcan.
Lorsque le volcan était sec, nous avons mis 50 ml d’eau et 50 g de
bicarbonate de sodium dans la bouteille.
Puis doucement nous avons versé du vinaigre dans la bouteille. Et là,
Nos volcans se sont mis à cracher de la lave.
Nous avions ajouté du sirop de grenadine dans l’eau mais comme il n’y en avait pas
assez, la couleur rouge ne se voit pas et notre « lave » est blanche.
Que s’est-il passé ?
Le vinaigre a réagi avec le bicarbonate pour former du dioxyde de carbone (un
gaz). Lorsque ce gaz a pris tout le volume disponible dans la bouteille, la pression
a augmenté et le gaz a entraîné le liquide hors de la bouteille.
Dans une explosion effusive, c’est le même principe. La lave fluide est entraînée
hors du volcan à cause de la pression qui augmente. Mais attention, dans un
volcan, ce n’est pas une réaction chimique qui fait augmenter la pression, c’est la
température !!!