samedi 31 janvier 2015

Cahier de texte TS6. Spécialité, 2014-2015

Vendredi 5 septembre.
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
La composition initiale de l'atmosphère terrestre. Evolution du taux de CO2 des origines à aujourd'hui: quelques mécanismes.

Vendredi 12 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Evolution du taux de dioxygène depuis les origines. Signification des minerais de fer rubané et rôle des cyanobactéries.

Vendredi 19 septembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Utilisation de la mesure du ∆18O dans les carottes de glaces et dans les tests de foraminifères.

Vendredi 26 septembre
Pas de spé, sortie scolaire

Vendredi 3 octobre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Utilisation de l'indice stomatique pour déterminer le taux de CO2. Travail pratique sur une feuille de Gingko biloba (4 binômes)
Extraction de grains de pollen de la tourbe (5 binômes).

Vendredi 10 octobre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Quelques méthodes permettant de retrouver les climats passés
Synthèse des activités précédente. utilisation d'un diagramme pollinique
Les paramètres astronomiques influant sur les climats. Rôle de l'albédo
Cours assuré par Benoît Delcour en mon absence pour arrêt maladie.

Vendredi 17 octobre
Dans le cadre de Sciences en fête, conférence de Michael Salson, maître de conférence à Lille I sur la bio-informatique.

Vendredi 7 novembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Analyse des conséquences climatiques et écologiques de l'éruption du Toba (- 75 000 ans) sous la forme d'un article de journal.

Vendredi 14 novembre
Thème 1. Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir
Les climats de l'avenir. Travail de groupe sur le rapport du GIEC 2014 et mise en commun. Utilisation du logiciel Simclimat.

Vendredi 21 novembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Présentation de la molécule d'ATP
— Activité de groupe : extraction et mise en évidence du glycogène musculaire

Vendredi 28 novembre
Pas de séance. Journée pédagogique

Mercredi 3 décembre
Rattrapage 1 heure
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Les différents types de métabolisme et de fibres musculaires
— Le métabolisme anérobie alactique
— La molécule de glycogène

Vendredi 5 décembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
— Le métabolisme anaérobie lactique
— Le métabolisme respratoire
— Activités de groupes : conditions de production d'ATP par du tissu de moule. Observation de fibres musculaires striées chez la grenouille

Vendredi 12 décembre
Thème 2. Energie et cellule vivante
ATP et activité musculaire
Bilan général sur l'activité musculaire. Le rôle de la myosine et de l'actine

Cahier de texte TS6. Partie spécifique, 2014-2015

Mercredi 3 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Remise en place de quelques notions de génétique de 1ère S sous forme de discussion

Accompagnement. Présentation de l'épreuve de SVT au bac S spé SVT.

Lundi 8 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Présentation du cycle de l'espèce humaine. Signification de la méiose et de la fécondation.
Présentation de la méiose à travers l'étude chez le criquet mâle.
Mise en place des grandes étapes de la méiose.

Mercredi 10 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Fin de la mise en place de la méiose. Succession d'une division réductionnelle et d'une division équationnelle.

Accompagnement. Groupe A : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes B et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 12 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Méiose et fécondation
Déroulement de la méiose et de la fécondation.

Lundi 15 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Analyse à partir de comptages, des croisement black vestigial x sauvage et ebony vestigial x sauvage chez la drosophile.

Mercredi 17 septembre
Elections des délégués
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique
Mise en place des notions de brassage interchromosomique et intrachromosomique.
Exercice pour le lundi 22 septembre

Accompagnement. Groupe B : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et C : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Lundi 22 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Brassage chromosomique 
Correction de l'exercice distribué le 17 septembre.
Les anomalies de la méiose
— Les anomalies chromosomiques. Origine des trisomies durant la méiose, quelques anomalies.
— Origine des familles multigéniques. Utilisation du logiciel Phylogène pour l'étude de la famille des globines.

Mercredi 24 septembre
Evaluation sommative
Thème 1A. Génétique et évolution 
Les anomalies de la méiose
— Origine des familles multigénique. Les mécanismes.

Accompagnement. Groupe C : utilisation du microscope, reprise des bases
Groupes A et B : Travail écrit sur Lyssenko, à partir de quelques extraits de textes en vue d'une évaluation des capacités de synthèse.

Vendredi 26 septembre
Pas de cours. Sortie scolaire.

Lundi 29 septembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— polyploïdisation. L'exemple de la Spartine
— symbiose. Le cas des lichens. Utilisation de la caméra couplée au microscope.Observation de mycelium de champignon, de pleurocoques et de coupe de Lichen.

Mercredi 1er octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
Synthèse des activités précédentes. 
— Transferts horizontaux de gènes. Exemple de l'Elysie émeraude.

Accompagnement. Correction de l'évaluation n°1. Etude d'un croisement entre deux hétérozygotes dominants.

Lundi 6 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Rôle des gènes homéotiques
— Evolution des comportements : le cas des Macaques japonais

Mercredi 8 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Comment définir une espèce ? Aspect historique de la question

Accompagnement. Correction du DS n°1. Quelques pistes d'analyse du travail sur Lyssenko.

Vendredi 10 octobre
Arrêt maladie

Lundi 13 octobre
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Dérive génétique et sélection naturelle. travail sur le logiciel de Philippe Cosantino. Cas pratique : relation entre la drépanocytose et le paludisme
— Spéciation : étude du cas du Pizzly et des croisements entre Félidés d'espèces différentes.

Mercredi 15 octobre
2 heures de cours
Thème 1A. Génétique et évolution
Diversification des êtres vivants
— Comment définir une espèce ? Le darwinisme et la théorie synthétique de l'évolution.
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates. Notion de caractère ancestral et dérivé.

Lundi 3 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
Travail par groupe
— mesure de l'angle facial chez l'homme et le chimpanzé (laser ou mesurim)
— caractéristiques du bassin
— position du trou occipital (logiciel Homininés)
— arbre phylogénétique des Homininés avec le logiciel Phylogène


Mercredi 5 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
— Etablissement d'un arbre phylogénétique simplifié des Primates
— La bipédie chez les Hominoïdes à partir d'une vidéo de Pascal Picq

Accompagnement. Groupes de travail sur le schéma-bilan des chapitres consacrés à la biodiversité

Vendredi 7 novembre

Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
L'homme parmi les Primates
— comparaison des caryotypes
— comparaison de la molécule de globine epsilon
— les problèmes de augmentation du volume crânien et du langage
— quelques éléments sur le comportement des Hominoïdes

Lundi 10 novembre 
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
La lignée humaine, une notion très discutée
— Activité de groupe : A partir d'une collection d'éléments anatomiques (crâne, bassins) et d'outils, retrouver quelques marqueurs de la lignée humaine.
— Mise en commun : de Toumaï à Homo erectus


Mercredi 12 novembre 
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
La lignée humaine, une notion très discutée
— mise en commun (fin) : de Homo neanderthalensis à Homo sapiens
— Quelques éléments sur l'art préhistorique.
Origine des populations actuelles d'Homo sapiens
— les hypothèses

Accompagnement : correction de la partie spécialité du DS n° 2

Lundi 17 novembre
Thème 2. La vie fixée
Circulation des substances dans la plante
— Travail de groupes : en vue de l'élaboration d'un schéma de synthèse de la plante, observations de l'ascension d'un colorant vital dans une plante, de coupes transversales de racine et de tiges, des vaisseaux conducteurs de sève et de stomates d'épiderme de poireau.

Mercredi 19 novembre
Thème 1A. Génétique et évolution
Un regard sur l'évolution de l'homme
Origine des populations actuelles d'Homo sapiens
— L'ADN mitochondrial et le modèle de l'Eve mitochondriale
Thème 2. La vie fixée
Les défenses de la plante
— Carences en substances minérales
— Résistance à la sécheresse

Accompagnement. Travail de groupe : Elaboration d'un schéma synthétique du fonctionnement d'un végétal à partir des activités du 17/11.

Vendredi 21 novembre
Thème 2. La vie fixée
Les défenses de la plante
— Résistance à la sécheress
— Résistance aux animaux herbivores
Structure de la fleur
Sera vu en activité de groupes lundi 24/11
Fécondation, pollinisation, graine et coévolution
— cycle général
— Le cas des orchidées

Lundi 24 novembre
Thème 2. La vie fixée
Séance de 1 h 30 pour cause d'intervention de la sécurité routière

Structure de la fleur
— Activité de groupe : représentation du diagramme floral de la tulipe. Dissection floral et représentation des différentes pièces. Etude des gènes homéotique présidant à la mise en place de la fleur.

Mercredi 26 novembre
Accompagnement (2 heures par demi-classe). Activité de groupe : exécution et coloration de coupes de tige de tulipes. Observation microscopique.

Lundi 1er décembre
Thème 2. La vie fixée
La plante domestiquée
— Comparaison entre différents type de carottes. Activités de groupe : chromatographie des caroténoïdes, évaluation du taux de glucose. Comparaison des résultats.

Mercredi 3 décembre
Thème 2. La vie fixée
Fécondation, pollinisation, graine et coévolution
— Exemple de coévolution : Etude de l'orchidée Comète et du Sphynx de Darwin
— La dissémination des graines

Vendredi 5 décembre
Thème 2. La vie fixée
La plante domestiquée
— Les PGM. Travail sur le riz doré sanctionné par un QCM. Quelques éléments sur le débat sur les OGM.


Lundi 8 décembre
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Travaux de groupe :
— estimation de la profondeur du Moho avec Excel
— Détermination de la densité des roches
— Caractéristiques des roches de la lithosphère continentale

Mercredi 10 décembre
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Mise en commun des travaux du 8/12. Notion de métamorphisme

Accompagnement. Présentation des sujets de travail relatifs à la "sortie Bruxelles"

Lundi 15 décembre
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Travaux de groupe :
— comparaison de l'âge de la croûte océanique et de la croûte continentale
— datation de deux granites par la méthode rubidium/strontium en utilisant le logiciel radiochronologie et par une méthode graphique.

Mercredi 17 décembre
Thème 1B. Le domaine continentale et sa dynamique
Caractéristiques de la lithosphère continentale
Les déformations de la croûte terrestre
— Notion d'orogenèse et de cycle orogénque
— Les déformations plastiques
— Les déformations cassantes
— Chevauchements et nappes de charriage

Accompagnement. Compte-rendu du conseil de classe

Cahier de texte 1ère S2. 2014-2015

Mercredi 3 septembre.
Prise de contact. Présentation du programme.
Thème 1. Devenir homme ou femme
1. Quelques éléments anatomiques

Jeudi 4 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme 
1. Quelques éléments anatomiques
Dissection de l'appareil génital de souris. Comparaison entre l'appareil de souris et l'appareil humain

Vendredi 5 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Retour sur les connaissances des classes précédentes sous forme de discussion libre

Mercredi 10 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
2. Du sexe génotypique au sexe phénotypique
Les chromosomes X et Y. Existence du gène SRY. Conséquence sur la détermination du sexe.

Jeudi 11 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Utilisation du logiciel DifSex. Rôle des hormones dans la différenciation.

Vendredi 12 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe A, 12 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes B + C, 22 élèves).

Mercredi 17 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
3. Mise en place du sexe phénotypique
Synthèse des différents éléments vus précédemment. Schéma bilan
4. Evolution ultérieure. Puberté
Evolution morphologique. Castrats et eunuques. Sécrétions hormonales post-pubertaires.

Jeudi 18 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT de testicules et d'ovaire. Utilisation du microscope couplé à une caméra. Obtention de photo légendées.

Vendredi 19 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe B, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + C, 23 élèves).

Mercredi 24 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez le mâle. Principales hormones. Notion de rétrocontrôle.

Jeudi 25 septembre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Observation de CT d'ovaires. Notion de cycle utérin. Observation de CT d'utérus à 2 moments du cycle (quelques problèmes techniques avec les PC).

Vendredi 26 septembre
Accompagnement. Utilisation du microscope (groupe C, 11 élèves). Travail sur la détermination du sexe chez les tortues en étude (groupes A + B, 23 élèves).

Mercredi 1er octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez la femme.

Jeudi 2 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
5. Régulation des hormones sexuelles
Régulation chez la femme. Schéma-bilan
6. Biologie du plaisir
Utilisation du logiciel de l'Académie de Versailles.

Vendredi 3 octobre
Pas de cours, messe.

Mercredi 8 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
7. Contraception et interruption de grossesse
Méthode de contraception. Fonctionnement de la pilule.
Pilule du lendemain.
La pilule contragestive.

Jeudi 9 octobre
Arrêt de travail.

Vendredi 10 octobre
Arrêt de travail.

Mercredi 15 octobre
Thème 1. Devenir homme ou femme
8. Maîtrise de la procréation
Suivi post-natal
Les aides à la procréation : IA, IAD, FIVETE et ICSI

Jeudi 16 octobre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Le modèle de la Terre vers 1900
— Les arguments de Wegener

Vendredi 17 octobre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Les arguments de Wegener
— Les apports de la sismologie

Mercredi 5 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Les apports de la sismologie. Ondes de profondeurs. Mise en évidence de l'hétérogénéité du globe et de son caractère solide. Critique du modèle de Wegener.

Jeudi 6 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Observation du modèle analogique du trajet d'une onde dans un milieu de densité différente
— Travail sur le logiciel onde P
— Mise en évidence de la discontinuité de Lehman et du Moho
— Structure du globe terrestre

Vendredi 7 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
1. La dérive des continents et ses critiques
— Mise évidence de la structure des croûtes continentales et océaniques. nature des roches


Mercredi 12 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
1. La dérive des continents et ses critiques
— les mécanismes de déplacement des continents proposés par Wegener
— les critiques des fixistes
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Brève histoire de l'exploration sous-marine
— Océans à marge passive et à marge active
— flux d'énergie au niveau des dorsales

Jeudi 13 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
Les roches de la croûte terrestre et du manteau
Activité de groupes :
— détermination expérimentale de la densité de 4 roches (granite, basalte, gabbro, péridotite)
— observation à l'œil nu et description des échantillons

Vendredi 14 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle 
 2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Comment construire un profil bathymétrique à partir des relevés de profondeur
— le mécanisme de convection. Application au manteau
— Modèle de Holmes

Mercredi 19 novembre
Pas de cours. DS de français de 4 heures


Jeudi 20 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
Les roches de la croûte terrestre et du manteau
Activité de groupes :
— observation des roches en LPA et établissement d'un tableau des roches et des minéraux
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
Activité de groupes :
— mesure du magnétisme grâce à un teslamètre sur un fond de carte océanique

Vendredi 21 novembre
Correction rapide du DS n° 2
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Le modèle de Hess
— Les travaux de Vine et Matthews. Introduction : le géomagnétisme

Mercredi 26 novembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— notion d'anomalies magnétiques et de thermorémanence magnétique
— Construction des coupes bathymétriques et magnétiques à partir des résultats du 20/11

Jeudi 27 novembre
Pas de séances. 1/2 journée du projet

Vendredi 28 novembre
Pas de cours. Journée pédagogique

Mercredi 3 décembre
Présentation du concourd Olympiade des Géosciences par Benoît Delcour
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Observation des profils magnétiques et comparaison du modèle à la réalité du terrain : la peau de zèbre de Vine et Matthews
— Utilisation des anomalies magnétiques pour mesurer la vitesse de déplacement des fonds océaniques

Jeudi 4 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Les zones de disparition des fonds océaniques. Travail de groupes : construire un modèle de zone de disparition de fonds océaniques en utilisant des documents et le logiciel Sismolog

Vendredi 5 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Estimation de la vitesse de déplacement des fonds océaniques. Comparaison Pacifique/Atlantique. Dorsales lentes et rapides.

Mercredi 10 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
— Notion de lithosphère et d'asthénosphère
3. Les failles transformantes
— Mécanisme simplifié
— Exemple de la faille de San Andrea

Jeudi 11 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
2. L'exploration des fonds océaniques et les concepts de lithosphère et d'asthénosphère
 — Les zones de disparition des fonds océaniques. Travail de groupes : Reprise du travail du 4/12. Résultats de tomographie sismique. Variations de vitesse des ondes aux niveau de la LVZ.

Vendredi 12 décembre
Accompagnement. Travail de groupe sur la mise en forme du compte-rendu des séances du 04 et 11/12 consacré aux zones de subduction.

Mercredi 17 décembre
Pas de cours. Examen n°1

Jeudi 18 décembre
Thème 2. La tectonique des plaques : histoire d'un modèle
3. Les failles transformantes
4. Les points chauds
— répartition des volcans sur le globe
— répartition des points chauds
— caractéristiques du volcanisme de point chaud

jeudi 1 janvier 2015

Fonctionnement d'un point chaud (1ère S)

On a étudié la répartition d'un certain nombre de volcans à la surface du globe :

On peut constater que certains volcans sont situés au centre d'une plaque, c'est à dire dans une zone qui, normalement, ne devrait pas être active. On appelle ce type de volcans des points chauds ou hot spots. Ce volcanisme intraplaquale est aussi bien océanique que continental.
Le schéma suivant permet de constater que le magma d'un point chaud se forme à la limite manteau-noyau, à 2900 km de profondeur.

 Le schéma suivant permet de comprendre comment fonctionne un point chaud.

On estime qu'un point chaud est un point fixe qui agit comme une perforatrice sur la plaque lithosphérique qui est au dessus. Comme la plaque se déplace, les manifestations volcaniques vont se succéder sur la plaque, en fonction de sa vitesse de déplacement. Ci-dessous, l'exemple de l'archipel d'Hawaii.

La majorité des archipels engendrés par un point chaud sont des chaînes d'îles. Hawaii en est un des meilleurs exemples.

Seule la grande île d'Hawaï possède actuellement des volcans actifs. Le Mauna Kea atteint 4200 m d'altitude auxquels doivent être ajouter les 5000 m de profondeur marine. Il est aini la plus haute montagne du globe. Il est inactif depuis 3500 ans. La forme des volcans de point chaud est en général assez écrasée. On parle de volcans boucliers.

Au sommet du volcan, on peut observer plusieurs cratères qui correspondent à différentes phases d'activité du volcan.

Au pied du géant endormi, se trouve le Kilauea (1240 m), qui est un des volcans les plus actifs de la planète. Il est en éruption quasi permanente.

Sur la vidéo suivante, on peut voir l'activité du Kilauea et les différents types de laves qu'il émet.


On constate d'abord que la lave est de couleur très sombre. C'est un basalte. La lave est très fluide et sa vitesse peut atteindre 70 km à l'heure. Le volcanisme de point chaud est très peu explosif. On dit qu'il est effusif. Les coulées présentent deux aspects :
— un aspect craquelé. On parle de laves en croûte de pain ou laves aa sur Hawaii.

— un aspect en écheveau. On parle de laves cordées ou laves pahoehoe sur Hawaii.

On peut ainsi construire une carte reliant l'âge des différents volcans rapartis sur les îles et la distance entre ces volcans. On estimera ainsi la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique.

Au nord-ouest d'Hawaii, il existe une chaîne de volcans sous-marins (nommés guyots dans le Pacifique) appelés la chaîne de l'Empereur.

Cette chaîne s'étende de Yuryaku à Jimmu. On peut de la même façon calculer la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique. On estime en effet que ces volcans ont été alimentés par le même point chaud que celui d'Hawaii (l'analyse minéralogique le prouve). On estime que la variation d'orientation des deux zones (Empereur et Hawaii) est du à une variation de direction de la plaque Pacifique.
Plus au sud l'archipel de la Société (Polynésie française) est un autre point chaud.

Quelques informations géologiques sur les îles de la Société :

On considère que l'île de Méhétia est située sur le point chaud même si le volcan est inactif depuis la découverte de l'île au XVIIIème siècle.


On peut faire le même type de calcul qu'avec Hawaii et déterminer facilement la vitesse de déplacement de la plaque.
On construit les trois droites sur un même système d'axe et on estime graphiquement la vitesse de déplacement.


On peut constater que les résultats sont cohérents entre eux. Les vitesses obtenues ne sont que des estimations. On se situe entre 10 et 20 cm/an selon le tracé. Ces résultats sont aussi cohérents avec ceux qui ont été obtenus pour le Pacifique avec la méthode des anomalies magnétiques.


mardi 16 décembre 2014

Correction de l'activité de TS6 du 15/12

Documents









1) Concevoir des stratégies pour résoudre un ou des problèmes

a) Dans le texte, on parle de croute terrestre. Il faut donc trouver des documents relatifs à l'âge de croûte continental et à l'âge de la croute océanique. Ce peut être un tableau de valeur ou un planisphère présentant le résultat de sondages au niveau marin et au niveau continental.

b) On parle "d'épisode magmatique". La seule méthode pour dater des roches magmatiques est une méthode de datation par désintégration d'un isotope radioactif qui sert de géochronomètre.

2) Mise en œuvre des ressources adaptées pour résoudre les problèmes

a) Pour les roches de la croûte continentale, on utilise le tableau fourni.
Pour les roches de la croûte océanique, on utilise un planisphère des âges des fonds océaniques (Tectoglob) du type de celui-ci


b) les valeurs fournies des rapports isotopiques permettent de construire une courbe ou d'utiliser un tableur.
Après vérification, les valeurs trouvées doivent voisiner 358 millions d'années pour le granite de Gueret (G1) et 295 millions d'années pour le granite du Velay (G2).

3) Présenter les résultats pour les communiquer

a) Ages de la croûte terrestre

On constate que la croûte continentale est beaucoup plus ancienne que la croûte continentale

b) Datation de deux roches G1 (granite de Gueret) et G2 (granite du Velay)


La datation des deux roches permet de constater qu'elles appartiennent à deux épisodes magmatiques différents.

4) Exploiter les résultats pour répondre aux problèmes

On constate que les roches les plus vieilles trouvées sur le globe datent de 4,4 milliards d'années. On sait que l'âge de la Terre est estimée à 4,5 milliards d'années. Cela signifie que ces roches sont pratiquement contemporaine de la mise e,place du globe. Elles appartiennent à la croûte continentale. On peut donc affirmer qu'il y a peu de renouvellement de la croûte continentale et qu'elle ne disparaît jamais. Au contraire, la croûte océanique est âgée au plus de 280 millions d'années, ce qui signifie qu'elle se renouvelle rapidement, renouvellement lié à la tectonique des plaques.
Les deux granites que nous avons datés appartiennent aux Massif Central. Ils ne se sont pas formés durant le même épisode magmatique. Le granite du nord-ouest (G1) s'est d'abord installe, puis ce fut le tour, 50 millions d'années plus tard, du granite du sud-est (G2). Par rapport à la datation des roches les plus anciennes du globe, ces granites font parti d'épisodes magmatiques récents.




jeudi 20 novembre 2014

Les failles transformantes (1ère S)

Lorsqu'on regarde le planisphère des fonds océaniques, on constate que les dorsales sont fracturées perpendiculairement par des failles. Elles sont appelées failles transformantes.

C'est le long de ces failles transformantes que le coulissage des plaques se fait, au niveau des dorsales. Il s'agit des zones vertes tout au long de la dorsale Pacifique.

Les failles transformantes constituent le mécanisme permettant aux plaques rigides de se déplacer sur la surface d'un globe.

Pour dire les choses simplement, comme la vitesse de déplacement des plaques n'est pas la même en fonction de la latitude (elles parcourent moins de chemin aux pôles qu'à l'équateur), les failles transformantes permettent d'absorber ces différences.

Le schéma suivant schématise le fonctionnement d'un océan à marge active comme le Pacifique :

Une des failles transformantes les plus connues est la faille de San Andreas qui parcourt toute la Californie.

Comme la zone est très fournie en borne GPS, on peut facilement évaluer la vitesse de déplacement des différents compartiments définis par les failles transformantes.

On peut constater que les vecteurs vitesses mêmes proches sont très différents puisque certains compartiments se déplace à 0,4 cm par an et d'autres 10 fois plus vite. La zone est donc en contrainte perpétuelle et les séismes permettent de libérer lea contraintes accumulées le long du réseau de faille.
On constate que, grossièrement, la partie ouest se déplace moins vite vers le sud que la partie est de la région. On a ainsi pu établir une prévision de la géographie de lieu dans 10 millions d'années.

Les zones les plus propices aux séismes dans une zone de dorsale, sont donc les frontières des failles transformantes, et non la dorsale elle même.


Le domaine continental et sa dynamique (TS)

En classe de première, vous avez essentiellement étudié la dynamique de la lithosphère océanique. Cette année, c'est surtout le domaine continental qui va retenir notre attention.

Profondeur du Moho

Nous allons estimer la profondeur du Moho en différents points. Si les valeurs sont constantes, le modèle d'Airy doit être repoussé, en revanche, si les valeurs varient, le modèle d'Airy est validé.
Pour ce faire on utilise le retard des ondes P réfléchies sur le Moho par rapport aux ondes directes.


On utilise des enregistrements sismographiques faits dans les Alpes de ce type où PMP correspond au temps d'arrivée des ondes P réfléchies sur le Moho :

Voici les différentes valeurs :


  
On peut effectuer le calcul à la main, mais nous utiliserons un tableur graphique de ce type :



On obtient les résultats suivants  pour la profondeur du Moho :
— station OG02 : 32,1 km
— station OG03 : 34,1 et 34,2 km
— station OG21 : 37,9 km
— station RSL : 44,3 km
— station SURF : 42,8 km
— station OG04 : 32,8 km
On constate donc que la profondeur du Moho varie beaucoup sur une zone géographique relativement
restreinte comme les Alpes. Si on compare la profondeur calculée du Moho et l'altitude de la station, on constate facilement que plus la station est élevée et plus le Moho est profond.
Quelques valeurs de la profondeur du Moho au niveau de la France

On constate que les variations de profondeur du Moho correspondent à des zones précises. On aura un Moho profond dans les zones à forte altitude (chaîne de montagnes) et un Moho à plus faible profondeur dans les zones de plaine d'effondrement comme l'Alsace correspondant à un rift avorté.
On parle de racines crustales dans le cas de la partie basse de la croûte au  niveau des zones montagneuses.

La datation des roches magmatiques
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La lithosphère est essentiellement constituée de roches magmatiques. On peut dater les roches magmatiques avec un radiochronomètre basé sur la désintégration des isotopes radioactifs.
Deux conditions d'utilisation fondamentales doivent être prise en compte :
— la datation ne peut pas se faire pour un âge supérieur à 10 fois la période ou temps de demi-vie (temps qu'il faut pour que la radioactivité diminue de moitié). Exemple : la période du 14C est de 5400 ans environ, donc on ne peut pas dater un échantillon ayant un âge supérieur à 54 000 ans.
— la datation se fait à partir de la fermeture du système, c'est à dire de l'arrêt des échanges avec l'extérieur. Dans le cas d'une roche magmatique, il s'agit de la fin de la cristallisation.
Pour dater un échantillon , on utilise un spectromètre de masse :





Utilisation de la méthode rubidium-strontium (Rb-Sr)
On veut dater un granite du massif Armoricain.






Compte-tenu des incertitudes dues à la construction de la courbe, on obtient un âge du granite compris entre 250 et 320 millions d'années.
On peut aussi dater des échantillons grâce au logiciel Radiochronologie. C'est ce la cas pour les granites du Bois Noir dans le massif Central.


On obtient une date estimée de -333 millions d'années. Si on soumet le granite du Massif Armoricain au même logiciel, on obtient -322 millions d'années. La formation de ces deux granites est donc contemporaine.
On a daté un grand nombre de roches aussi bien continentales qu'océaniques et on a pu construire un planisphère de l'âge des roches.



On constate que l'âge des roches continentales est beaucoup plus ancien que celui des roches océaniques, 3,8 milliards d'années pour les plus vieilles roches continentales et 175 millions d'années pour les roches océaniques. En ce qui concernent les roches de la croûte océanique, on sait que le fond océanique est en renouvellement perpétuel. En revanche, on peut estimer (en premier approche) qu'il y a une relative stabilité de la croûte continentale durant l'histoire géologique de la terre.

Les roches de la lithosphère continentale
Une première comparaison peut être effectuée entre la lithosphère continentale et la lithosphère océanique :


L'élément le plus important est la différence de richesse en silice entre la croûte continentale et la croûte océanique. La caractéristique de la croûte continentale est sa richesse en silice. Cette particularité se traduira par la présence de roche de couleurs en général plus claires.
Si on s'intéresse à la lithosphère continentale, on estime que la majorité des roches de la croûte est de composition de type granitique.






La comparaison entre granite et gneiss permet de valider cette hypothèse. Gneiss et granite semble être deux roches très proches.
Une deuxième approche peut être faite par la mesure de la densité des roches. 





La méthode n'est pas d'une précision diabolique mais elle permet d'estimer correctement la zone de densité. On constate que la densité du granite et du gneiss tourne autour de 2,8 alors que celle de la péridotite est supérieure à 3.
La composition minéralogique est aussi un bon indice. On peut comparer les échantillons à l'œil nu. Le granite est une roche grenue de couleur clair (de gris à rose) avec des éclats noirs de mica.


Le gneiss est une roche de couleur grise. Les cristaux sont plus petits et disposés en lits alternativement noirs et clairs. Cette disposition particulière porte le nom de foliation.





La péridotite est une roche grenue caractérisée par une couleur verte due à la présence en grande quantité de cristaux d'olivine.





En LPA, une lame de granite montre des cristaux jointifs. On retiendra le quartz, le mica et les plagioclases.


L'observation en LPA d'une lame de gneiss confirme l'aspect folié de la roche. Des lits de mica alternent avec des lits de minéraux riches en silice comme le quartz.



La péridotite est formée à 80% d'olivine. Le reste est essentiellement constitué de cristaux de pyroxène.


Les phénomènes tectoniques au niveau de la croûte continentale
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Lors de la création d'un massif (orogenèse), d'énormes forces de compression sont à l'œuvre. Ces contraintes peuvent s'exercer sur des roches ayant une certaine plasticité comme les roches sédimentaires — on aura alors des déformations plastiques ou plis — ou sur des roches ayant une plasticité très limitée — on aura alors des déformations cassantes ou failles inverses.
La présence de plis ou de failles est un indice essentiel de la présence d'une tectonique de compression.

Les plis

Schéma de la formation d'une zone de plis


Anticlinal d'Ancelles (Alpes)


Synclinal de Profondeville (Belgique)


Zone de plis au Nouveau-Mexique


Zone de plis dans le Jura, dit le Chapeau de Gendarme


Les failles

Vidéo présentant les mouvements des failles


Schéma d'une faille inverse



Lors du mouvement d'une faille, il y a mouvement relatif des deux compartiments.

Faille inverse dans le Trias de la région de Lodève et interprétation



Faille inverse dans une zone du Nouveau-Mexique


Parfois une zone peut subir des contraintes entraînant l'apparition de plis, puis, lorsque la zone d'élasticité de la roche est dépassée, voir apparaître une faille. On parle alors de plis-failles.

Pli-faille à St-Rambert-en-Bugey (sud du Jura)



Les mouvements des deux compartiments de la faille, lorsqu'ils sont de grande ampleur, peuvent donner naissance à des chevauchements de deux zones. 

Schéma d'un chevauchement




Cas de chevauchement dans le Massif des Corbières



Lorsque le chevauchement est de très grande ampleur (plusieurs dizaines de kilomètres), on a alors une nappe de charriage. C'est le cas de la zone de Glaris dans les Alpes suisses.



On peut constater qu'il y a un contact anormal entre les terrains du Permien (fin du Paléozoïque) et les terrains du Crétacé (Mésozoïque) et du Tertiaire (Cénozoïque). En effet, normalement les terrains les plus anciens devraient se trouver sous les terrains plus récents. L'inversion ici constatée est un bon indice de la présence d'un charriage.
Un autre exemple de charriage est donné par la nappe de Digne dont le schéma ci-dessous, montre bien le fonctionnement.

On peut donc résumer les différentes phases d'un épaississement et d'un raccourcissement de la croûte de la façon suivante :




Du métamorphisme à l'anatexie
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Lors d'une orogenèse (par exemple), une roche peut être soumise à des contraintes de température et de pression qui la déforme. Sous l'effet de ces contraintes, une roche devient ductile (déformable) et l'organisation de ces cristaux se modifie. Ils se disposent en bandes selon une foliation.

Echantillon et lame de gneiss en LPA




Echantillon et lame de micaschiste en LPA



Un minéral qui garde sa même composition chimique peut apparaître sous différentes formes selon les types de contraintes. Il restera dans un état donné pour un certain domaine de température et de pression qu'on appelle le domaine de stabilité.
On représente classiquement ce phénomène sur une diagramme PT (pression température).

Diagramme PT de différents silicates d'alumines de même formule chimique soumis à des contraintes variées




En rouge, le domaine de stabilité de l'andalousite et en bleu, le domaine de stabilité de la sillimanite

Certains minéraux n'apparaissent qu'à de très grandes profondeurs sous l'effet de contraintes très importantes. C'est le cas du grenat, par exemple.

Micaschiste à grenats (ce sont les gros cristaux rouge sombre)


Diagramme PT. On constate que le domaine de stabilité du grenat est située à température faible mais à pression élevée.


On appelle donc métamorphisme, l'ensemble des transformations minéralogiques et structurales à l'état solide d'une roche soumise à des modifications de température et de pression.
Si les conditions PT d'une roche change et que les contraintes augmentes encore, on peut arriver à une zone ou la fusion de certains minéraux commencent. Il y a fusion partielle de la roche.

Diagramme PT du liquidus/solidus d'une roche


Ci-dessous, une migmatite. On constate que des zones présentent des cristaux plus gros et d'autres des cristaux plus petits, signe d'une recristallisation après fusion partielle.



On considère qu'une roche hydratée entre en fusion pour des contraintes de température plus faible qu'une roche anhydre. Lorsque les contraintes augmentent, c'est la roche entière qui entre en fusion. On parle d'anatexie.

Granite d'anatexie


Condition de fusion d'un gneiss donnant un granite d'anatexie


En réalité, la différenciation entre une migmatite et un granite d'anatexie est surtout affaire de spécialistes. C'est une histoire de degré de fusion partielle très délicat à déterminer. Il faut retenir que sous de fortes contraintes une roche peut entrer en fusion partielle. On quitte alors le domaine du métamorphisme pour celui de l'anatexie.