Atelier 4 : les séismes et les plaques tectoniques

Atelier 4
Présentation des plaques tectoniques : structure en oignon de la terre (notion
de couches superposées) ; la terre « bouge » : pourquoi ? ; visualisation des
dorsales, rift … : analogie avec un tapis roulant ; les dorsales impliquent les zones
de subduction (la terre ne grossit pas ; donc la roche doit « disparaître » quelque
part) …
Présentation des séismes.
Expérimentation / activité :
6FLHQFH&XOWXUH,QQRYDWLRQ
Observation de la carte du monde et des tremblements de terre ; chercher les
corrélations.
ATELIER 4 Les séismes et les plaques tectoniques
Les séismes et les plaques tectoniques
Expérimentation / activité :
Simuler des courants de convection : à l‛aide de deux bouteilles d‛eau, il est
possible de modéliser les courants de convection qui permettent à la matière en
fusion du manteau (donc moins dense) de remonter à la surface et aux plaques
tectoniques constituées de matière refroidie (donc plus dense) de plonger.
Matériel nécessaire :
• 4 bouteilles en plastique vides
• de l‛eau chaude
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Dossier Pédagogique : Des VOLCANS et des PLAQUES
Protocole expérimental :
Remplir 2 bouteilles en plastique d‛eau chaude et numéroter les 1 et 2.
Rajouter un colorant alimentaire rouge dans les bouteilles 1 et 2 ; bien
homogénéiser.
Remplir 2 bouteilles d‛eau froide et numéroter les 3 et 4.
Placer la bouteille d‛eau froide 3 et la bouteille d‛eau chaude 1 dans le récipient.
Placer un morceau de papier sur le goulot de la bouteille d‛eau chaude rouge 2
ainsi que sur la bouteille d‛eau froide 4.
Fixer les deux morceaux de papier à l‛aide des élastiques.
Retourner la bouteille d‛eau chaude rouge 2 et la placer goulot contre goulot
au-dessus de la bouteille d‛eau froide 3 ; puis, retourner la bouteille d‛eau
froide 4 et la placer goulot contre goulot au-dessus de la bouteille d‛eau chaude
rouge 1.
Couper l‛élastique et retirer le papier en le faisant glisser entre les 2 goulots
des bouteilles 2 et 3.
Faire de même avec l‛élastique et le papier entre les 2 goulots des bouteilles 1
et 4.
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Observations :
Un panache d‛eau chaude rouge provenant de la bouteille 1 remonte à l‛intérieur
de la bouteille d‛eau froide 4. Par contre, il n‛y a aucun échange entre les
bouteilles 2 et 3.
Interprétation :
L‛eau chaude rouge, moins dense, remonte vers la surface tandis que l‛eau
froide, plus dense, a tendance à plonger.
ATELIER 4 Les séismes et les plaques tectoniques
• de l‛eau froide
• colorant alimentaire rouge
• récipient
• 1 feuille de papier
• 2 élastiques
Questions à aborder : sur terre, à quel endroit la matière (magma) moins dense
remonte-t-elle ? Et où plonge-t-elle ?
Expérimentation / activité :
Modéliser le déplacement des plaques tectoniques : l‛expérience consiste à
simuler le déplacement des plaques tectoniques, la remontée de la matière au
niveau d‛une dorsale, l‛extension et la subduction qui en découlent.
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Protocole expérimental :
Préparer la bouillie de tapioca et la verser dans l‛aquarium.
Saupoudrer de poivre.
Faire cuire la plaque de lasagne.
Poser la plaque de lasagne sur la bouillie de tapioca.
Déposer également des gâteaux secs de part et d‛autre de la plaque de lasagne.
Initier le plongeon de la plaque de lasagne par une légère pression sur un bord
de la plaque.
Observations :
Lorsque la plaque de lasagne plonge dans la bouillie de tapioca, les biscuits
secs se déplacent. On observe une zone de subduction (plongée de la plaque de
lasagne) et des zones d‛extension (mouvement des biscuits secs).
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Interprétation :
En plongeant, la plaque de lasagne permet un mouvement des biscuits.
Expérimentation / activité :
Modéliser des séismes : simuler un tremblement de
ATELIER 4 Les séismes et les plaques tectoniques
Matériel nécessaire :
• 1 aquarium
• Tapioca
• Poivre
• Plaque de lasagne
• Biscuits secs ou plaques de polystyrène
• Eau
• Casserole
• Plaque chauffante
terre et observer le résultat sur un tas de farine.
Matériel nécessaire :
• Farine
Protocole expérimental :
Faire un tas de farine sur une table en essayant de lui
donner une forme de brique.
Frapper le dessous de la table, sous la brique de
farine.
Etat de la brique de farine
après 3 coups sous la table
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Interprétation :
Le choc produit sous la table s‛est répandu et a
déstabilisé le tas de farine.
Etat de la brique de farine
après 10 coups sous la table
Question à aborder : Comparer cette observation avec des photographies de
dégâts causés par un séisme.
Expérimentation / activité :
Modéliser la naissance d‛un rift : l‛extension de la croûte provoque la mise en
place d‛un rift et d‛un fossé d‛effondrement.
Matériel nécessaire :
• pâte à modeler
• farine
• 2 feuilles de papiers
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Protocole expérimental (1) :
Donner à la pâte à modeler une forme de brique plate.
Recouvrer toute la pâte à modeler d‛une couche de quelques centimètres de
farine.
Etirer la pâte à modeler.
Observations :
La pâte à modeler s‛amincit. La couche de farine « s‛effondre » au centre de la
brique étirée.
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Observations :
Certaines parties du tas de farine se sont
effondrées ; des fissures sont apparues.
Protocole expérimental (2) :
Poser à plat sur une table les deux feuilles de papier dans le sens de la longueur
en faisant en sorte qu‛elles se superposent de quelques centimètres.
Verser la farine au niveau de la superposition en forant un tas légèrement
aplati.
Tirer les deux feuilles dans des sens opposés.
Observations :
Le tas de farine s‛effondre au centre.
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Interprétation :
Dans les deux expériences, un fossé d‛effondrement s‛est créé du fait de
l‛extension de la pâte à modeler ou des feuilles de papier.
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Etape 1
Etape 2
Etape 3
Etape 3 suite
Etape 4
Etape 5
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Etape initiale
5
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