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Quatrième · SVT · Chapitre 1

La Terre dynamique : tectonique des plaques, séismes et volcans

Ce que tu sauras faire

  • Décrire la forme du globe et sa rotation, et calculer la vitesse d'un point de l'équateur à partir de la distance parcourue et de la durée.
  • Nommer les couches du globe (croûte, manteau, noyau externe liquide, noyau interne solide) et expliquer comment les ondes sismiques ont permis de les connaître.
  • Définir la lithosphère, l'asthénosphère et une plaque, et convertir une vitesse de plaque en distance parcourue.
  • Retracer comment l'hypothèse de Wegener est devenue la tectonique des plaques, en citant les arguments et les preuves qui ont décidé de la question.
  • Distinguer divergence, subduction, collision et coulissement, et relier chaque limite de plaques aux séismes et aux volcans que l'on y observe.
  • Expliquer l'origine d'un séisme, distinguer foyer et épicentre, magnitude et intensité, et localiser un épicentre par triangulation à partir de trois stations.
  • Relier la nature d'un magma au type d'éruption, situer les volcans dans le cadre des plaques, et placer les grandes ères géologiques sur l'échelle du temps.

Au programme du chapitre

  1. Le globe terrestre : sa forme et sa rotation
  2. L'intérieur du globe : des couches que personne n'a jamais vues
  3. La lithosphère, l'asthénosphère et les plaques
  4. De la dérive des continents à la tectonique des plaques
  5. Ce qui se passe à la frontière des plaques
  6. Les séismes : origine, localisation et mesure
  7. Les volcans : du magma à l'éruption
  8. Les ères géologiques : le temps de la Terre
  9. Relier les phénomènes : tout s'explique par les plaques

Exercices corrigés

Exercice 1

Un élève remarque : « La Terre tourne à plus de 1 600 km/h à l'équateur, alors que les plaques n'avancent que de quelques centimètres par an. La rotation est donc la cause du déplacement des plaques. » Compare les deux vitesses et dis ce que tu penses de son raisonnement.
Un coup de pouce
Convertis la vitesse de la plaque en mètres par heure avant de comparer.
Voir la correction pas à pas
Compare d'abord dans la même unité. Une plaque qui avance de 5 cm par an parcourt 0,050{,}05 m en 365×24=8 760365 \times 24 = 8\,760 h, soit environ 5,7×10−65{,}7 \times 10^{-6} m par heure, c'est-à-dire un peu moins de 0,006 mm par heure. Un point de l'équateur, lui, parcourt environ 1 670 0001\,670\,000 m par heure. Le rapport vaut près de 3×10113 \times 10^{11} : la rotation est environ 300 milliards de fois plus rapide que le déplacement d'une plaque.
Les deux mouvements n'ont donc pas du tout le même ordre de grandeur, et la rotation ne peut pas être présentée comme la cause des déplacements de plaques. La rotation explique l'alternance du jour et de la nuit. Les plaques bougent parce que l'intérieur de la Terre est chaud : la chaleur interne met le manteau en mouvement très lent, et le poids d'une plaque qui plonge tire le reste de la plaque.

Exercice 2

Pourquoi les scientifiques n'ont-ils pas simplement creusé pour savoir de quoi l'intérieur de la Terre est fait ? Quelle méthode utilisent-ils à la place, et quel résultat a prouvé que le noyau externe est liquide ?
Un coup de pouce
Pense à ce qui est observé sur les sismogrammes : quelle onde manque, et à quelle profondeur ?
Voir la correction pas à pas
Creuser est impossible : le forage le plus profond, celui de Kola, a atteint 12,262 km, soit moins de 0,20{,}2 % du rayon de la Terre qui vaut 6 371 km. La température y était déjà d'environ 180 °C et le forage a dû s'arrêter. On n'a donc jamais atteint le manteau, encore moins le noyau.
On utilise donc une méthode indirecte : l'étude des ondes sismiques produites par les séismes. Elles changent de vitesse selon la nature des roches traversées, et elles sont arrêtées par certaines couches.
Le résultat décisif est que les ondes S, qui ne se propagent pas dans les liquides, ne traversent pas la couche située sous 2 900 km de profondeur, alors que les ondes P la traversent en ralentissant. Cette couche, le noyau externe, est donc liquide.

Les pièges à éviter

  • Penser que la rotation de la Terre (1 670 km/h à l'équateur) explique le déplacement des plaques.
  • Confondre une plaque et un continent.
  • Écrire que l'asthénosphère ou le manteau sont liquides, et que la lave vient d'un « manteau liquide ».
  • Confondre foyer et épicentre.

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