LA SÉQUENCE

Objectifs généraux du B.O.

Connaissance de la dynamique de la lithosphère et caractérisation de sa mobilité horizontale. La lithosphère terrestre est découpée en plaques animées de mouvements, actuels et passés, qui peuvent être quantifiés grâce à différentes méthodes. Des zones de divergence et de convergence peuvent être distinguées grâce à leurs caractéristiques géologiques.

Cohérence verticale : qu’il y a-t-il de nouveau au niveau notionnel par rapport à la thématique étudiée à d’autres niveaux ?

Les élèves connaissent les différences de nature des roches continentales et océaniques et la répartition bimodale des altitudes. Ils connaissent le modèle PREM et disposent d'une connaissance de l'organisation et de la nature des enveloppes terrestres. Ils savent que les plaques lithosphériques rigides se déplacent sur l'asthénosphère ductile/ Ils savent que les limites de plaques sont des zones caractérisées par leur activité sismique et volcanique.

A la fin de la séquence d'apprentissage, je veux que les élèves aient compris…

que les mouvements des plaques, dans le passé et actuellement, peuvent être quantifiés par différentes méthodes géologiques dont ils auront compris l'usage et les principes. La distinction de l'ensemble des indices géologiques et les mesures actuelles permettent d'identifier des zones de divergence et des zones de convergence aux caractéristiques géologiques différentes (marqueurs sismologiques, thermiques, pétrologiques).

Objectifs spécifiques de la séquence d’apprentissage (côté professeur)

Étude des anomalies magnétiques, mesures géodésiques, détermination de l'âge des roches par rapport à la dorsale, alignements volcaniques liés aux points chauds de manière à caractériser les directions et vitesses de déplacement des plaques. Identification des indices géologiques (marqueurs sismologiques, thermiques et pétrologiques) qui permettent d'identifier une zone de divergence ou une zone de convergence.

Problématique (fil rouge) de séquence et démarche retenue pour la séquence et enjeux.

Dans le cadre de la construction d'un modèle des déplacements relatifs des plaques lithosphériques il s'agit de comprendre comment les différentes méthodes géologiques actuelles permettent de quantifier les mouvements des plaques et d'identifier les zones de divergence et de convergence.

Démarche d'investigation.[*]

Enjeux : découverte de différentes méthodes scientifiques, de la concordance de leurs résultats et leur intégration dans la théorie de la tectonique des plaques.

Attention : Schéma bilan

Bilan notionnel de séquence

à compléter

Méthode : Organisation des séances dans la séquence

Séances

Place de la séance dans la démarche de séquence

(Fil rouge)

(test hypothèses, recherche de stratégie, consolidation, institutionnalisation…)

Objectifs spécifiques (côté professeur)

A la fin de la séance, je veux que les élèves aient compris…. en faisant…

ACTIVITÉ « phare »

→ Objectif opérationnel de l’activité

→ Compétences travailléeschez les élèves +raisonnements qu’ils vont mener

→ Consignes

→ Supports

BILAN NOTIONNEL

Évaluation

S1

Après avoir mis en évidence la structure du globe terrestre dans la séquence précédente, il s’agit de découvrir pendant une séance de travaux pratiques de 2h00, trois méthodes différentes d’estimation ou de mesure de la vitesse de déplacement des plaques lithosphériques.

En début de séance je veux que les élèves aient identifié qu'il existe différentes méthodes dont certaines déjà connues depuis le cycle 4 (GPS, âges des roches accessibles sur les cartes géologiques) permettent de construire et vérifier la théorie de la tectonique des plaques et que des méthodes utilisant les anomalies magnétiques ou l'âge des volcans de point chaud peuvent les compléter, en examinant des documents (situation déclenchante).

Concours : Indiquer ici la question de la partie 2. Question 2.5

Les élèves par groupe de 2 ou 4 calculent la vitesse d’expansion de l’océan atlantique en utilisant différentes méthodes qu’ils doivent être capables d’expliquer[*].

Les anomalies magnétiques enregistrées par les basaltes de la croûte océanique, plus ou moins symétriques par rapport à l’axe des dorsales, permettent de déterminer l’âge des roches.

S1 suite

Dans le cadre général d’une démarche d’investigation[*] où les élèves recherchent comment les méthodes actuelles des géosciences[*] permettent de produire des données utiles à la construction[*] d’un modèle[*] affiné de la tectonique des plaques, cette séance utilise une démarche déductive[*] où l’élève utilise les supports fournis par le professeur pour caractériser le déplacement des plaques.

A la fin de la séance, je veux que les élèves aient compris comment mesurer la vitesse et la direction de déplacement des plaques en utilisant (analyse et interprétation) des données GPS, un profil magnétique mesuré à travers la dorsale médio-atlantique, un modèle de dépôt des sédiments sur la croûte océanique en fonction du temps.

Temps 1 : chaque binôme ou quadrinôme est expert d’une méthode - une des groupes travaille sur la modélisation[*] du dépôt des sédiments sur la lithosphère océanique en accrétion

Temps 2 : formation de nouveaux groupes comportant un expert au moins de chaque méthode (groupes d'apprentissage).

Les élèves réalisent une carte mentale des différentes méthodes de quantification de la vitesse des plaques et comparent les résultats obtenus avec les différentes méthodes.

Cette valeur peut être obtenue en utilisant l’âge des sédiments océaniques au contact direct du basalte de même âge. Enfin la géodésie spatiale permet de positionner une stations GPS et de déterminer au cours du temps le sens et la vitesse du déplacement de la plaque sur laquelle elle se trouve. On calcule ainsi des vitesses de déplacement de 1 à 16 cm/an.

Grille d'auto-évaluation fournie pendant la séance.

Évaluation formative[*] des cartes mentales réalisées par les élèves

Compé-tences[*]

Expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser.

Communiquer dans un langage approprié : oral, écrit, graphique, numérique.

Transition

Des frontières de plaques en convergence ou en divergence sont identifiées, il s’agit de rechercher comment on peut les caractériser géologiquement.

S2

Dans le cadre de la construction d’un modèle des déplacements relatifs des plaques lithosphériques mais aussi pour être en mesure de reconstituer des mouvements de plaques du passé en terminale, après avoir caractérisé les mouvements de plaques de manière absolue et relative, il s’agit d’être en mesure de reconnaître les types de frontières rencontrées dans les océans actuels.

Comment les caractéristiques géologiques des limites de plaques tectoniques permettent elles d’identifier s’il s’agit de zones de divergence ou de convergence ?

Cette séance utilise une démarche déductive où l’élève utilise les supports fournis par le professeur pour caractériser les frontières de plaques.

A la fin de la séance, je veux que les élèves aient compris que les marqueurs sismologiques et thermiques permettent de caractériser la présence d’une zone de divergence ou de convergence en faisant une coupe de la répartition des séismes à travers une zone de subduction puis en analysant une coupe d’une zone de divergence au niveau de la dorsale médio-atlantique avant de les comparer.

Question 2.2

Activité 1 : réalisation, à l’aide du logiciel Sismolog (ou Tectoglob 3D) et des données de tomographie sismique fournies, d’une coupe à travers la zone de subduction des Antilles dans le but de réaliser un schéma en coupe d’une zone de subduction.

Question 2.1

Activité 2 : Utiliser le schéma d’interprétation du profil de sismique réflexion de la zone du volcan Lucky Strike au niveau de la dorsale médio-atlantique, le résultat de l’activité 1 et le document 15, pour réaliser un tableau comparatif des caractéristiques sismiques, thermiques et pétrologiques des zones de subduction et d’accrétion.

Les connaissances déjà acquises au sujet des roches caractéristiques des croûtes océaniques et continentales seront réinvesties.

Les frontières de plaques de convergence en subduction présentent un flux géothermique minimal à l’aplomb de la fosse océanique et plus élevé dans les arcs volcaniques qui bordent cette dernière.

Elles sont caractérisées par des foyers sismiques disposés selon un plan correspondant à la plaque plongeante et allant jusqu’à 700 Km de profondeur.

Les dorsales sont des frontières de plaque convergentes avec un fort flux géothermique et une sismicité superficielle inférieure à 35 Km de profondeur.

Grille d'autoévaluation : réaliser et interpréter une coupe transversale d'une zone de subduction avec le logiciel Sismolog/Tectoglobe.

Compé-tences[*]

Utiliser des logiciels d'acquisition, de simulation et de traitement de données.

Interpréter des résultats et en tirer des conclusions.

Transition

S3

Séance de consolidation qui reprend les éléments déjà étudiés et permet d'évaluer l'assimilation des notions.

A la fin de la séance, je veux que les élèves aient identifié et mis en relation les différentes caractéristiques des plaques lithosphériques qui constituent l’océan atlantique en réalisant un schéma en coupe de l’océan atlantique. Les caractéristiques des limites de plaques y seront précisées.

A l'aide de l'ensemble des informations mises en évidence lors des séances précédentes, réaliser un schéma bilan montrant les différentes caractéristiques des zones de divergence et de convergence sous la forme d'une coupe de l'océan atlantique passant par les Antilles.

Bilan notionnel :

voir schéma

Grille d'auto-évaluation : réaliser un schéma fonctionnel

Compé-tences[*]

Recenser, extraire, organiser et exploiter des informations à partir de documents ne citant ses sources à des fins de connaissance et pas seulement d'information.

Communiquer dans un langage approprié : oral, écrit, graphique, numérique.