Déterminer les mouvements actuels des plaques lithosphériques, sans connaître la notion de vecteur.

jeudi 24 décembre 2009
par  Marc Tartière
popularité : 32%

 

Déterminer les mouvements actuels des plaques lithosphériques, sans connaître la notion de vecteur.

L’objectif de ces séquences est de faire découvrir les mouvements actuels des plaques lithosphériques et de faire tracer ces mouvements à des élèves qui ne connaissent pas encore les vecteurs.

Notions du programme : Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres et leurs mouvements transforment la surface du globe.
A raison de quelques centimètres par ans, les plaques s’écartent et se forment dans l’axe des dorsales. Elles se rapprochent et s’enfouissent au niveau des fosses océaniques.
La collision des continents engendre des déformations et aboutit à la formation de chaînes de montagnes.

Place de la séquence dans la progression : la notion de plaques lithosphériques a déjà été dégagée.

Matériel nécessaire :
- 1 GPS de randonnée (Le SAMS prête des GPS de randonnée aux établissements qui en font la demande), PC, logiciel Educarte (gratuit =
http://www.edusismo.org/menu4.asp), logiciel Google earth (gratuit).
1ère Activité : repérer ses déplacements avec un GPS
  • Mettre en fonctionnement le GPS de randonnée Garmin 72, en utilisant sa fiche technique (fiche technique du GPS Garmin 72 prêté par le SAMS – Lycée Joffre Montpellier).
  • Laisser le GPS acquérir les satellites (lorsque c’est fait, il affiche 3D)
  • Se placer à un endroit bien visible (du ciel) dans un coin de la cour et placer un waypoint (nommé A)
  • Se placer à l’autre extrémité de la cour à un endroit bien visible du ciel et marquer un deuxième waypoint (nommé B).
  • Revenir en classe.
  • En utilisant la fiche technique, noter les coordonnées GPS des deux waypoints qui on été enregistrés.
  •  Lancer le logiciel Google Earth.
  • Demander la grille (Affichage – Grille) qui permet de voir le quadrillage en latitude et longitude.
  • En utilisant la fiche technique proposée, placer sur l’image du collège, deux « repères » aux deux points A et B relevés avec le GPS de randonnée et noter l’heure à laquelle ces points ont été marqués.
    Position A : latitude = 43°24’4.84"N – longitude = 3°41’30.00"E
    Position B : latitude = 43°24’5.81"N – longitude = 3°41’30.09"E

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  •  Mesurer le déplacement en latitude puis le déplacement en longitude pour aller du point A au point B.
    Déplacement en latitude = 0,97’’ 
    Déplacement en longitude = 0,09’’

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Le déplacement en latitude

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Le déplacement en longitude

  • Utiliser l’outil mesure des distances de Google Earth pour déterminer les distances parcourues en latitude, longitude ainsi que le déplacement total de A vers B :
     Les déplacements sont de :
    - 30,01m en latitude et 0,11 m en longitude
    - Le déplacement total est de 30,02 m

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Mesure du déplacement total

  • Calculer la vitesse de déplacement en latitude et la vitesse de déplacement en longitude pour aller du point A au point B.
    On rappelle que la vitesse v = distance parcourue 
     durée
     
    - Déplacement total = 30,02 m soit 30,02 m/mn
     60s
    - Déplacement en latitude = 30,01 m/mn
    - Déplacement longitude = 0,11 m/mn
  • Que permet le GPS ?
    Il permet de montrer un déplacement et de mesurer une vitesse de déplacement en longitude et latitude à la surface de la Terre.
2ème activité : Le GPS des balises (détermination des mouvements des plaques lithosphériques)
Cette activité peut être réalisée (ou non) en 2 ou 3 groupes, chaque groupe travaillant sur des mouvements différents.
Le GPS des balises Groupe 1

Des balises GPS, fixées au sol, ont été placées dans des stations réparties à travers le monde. Elles enregistrent régulièrement, leur position à des dates précises (comme vous avez pu le faire dans la cour).

  • Lancer Educarte
  • Zoomer sur l’Islande (dans le nord de l’océan Atlantique). Faire apparaître deux balises GPS située à HOFN et REYK. utiliser la fiche technique d’educarte
  • Cliquer sur REYK : une image apparaît : elle donne les variations de la position GPS en latitude, en longitude et altitude (height) au cours du temps. Elle indique aussi la vitesse (rate) du déplacement en longitude ou latitude.

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Remarque :

Un déplacement en latitude vers le NORD est noté + (positif), alors qu’un déplacement en latitude vers le SUD est noté – (négatif)
Un déplacement en longitude vers l’EST est noté + (positif) alors qu’un déplacement en longitude vers l’OUEST est noté – (négatif)

Quelles sont les variations enregistrées à REYK au cours de la période de mesure ? Les noter. Noter les vitesses de déplacement (Rate) en latitude et longitude.

 21 mm de déplacement en latitude et – 12 mm environ de déplacement en longitude pour REYK
vitesse latitude = 20,38 mm/an et
vitesse longitude = - 11,07 mm/an

  • Refaire la même démarche avec la balise HOFN.

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Pour HOFN
 vitesse latitude = 15,09 mm/an vitesse longitude = 12,78 mm/an

  • Dans Educarte, cliquer sur l’onglet « saisie d’une vitesse ». Cliquer sur le point REYK pour le sélectionner. Entrer les valeurs de vitesse de déplacement trouvées pour REYK. Cliquer sur afficher.
    Refaire la même démarche pour HOFN
  • Afficher la limite de plaque en Islande. Dézoomer si nécessaire.

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Que montrent les mesures réalisées avec les balises GPS en Islande ?
Bilan  : Les deux plaques lithosphériques se déplacent dans des directions opposées : elles s’écartent l’une de l’autre, elles divergent au niveau de la dorsale Atlantique.

 Le GPS des balises Groupe 2

Des balises GPS, fixées au sol, ont été placées dans des stations réparties à travers le monde. Elles enregistrent régulièrement, leur position à des dates précises (comme vous avez pu le faire dans la cour).

  • Lancer Educarte
  • Zoomer sur la partie Ouest de l’Amérique du Sud et se placer sur une zone « à cheval » entre la plaque de l’océan Pacifique et la plaque « Amérique du Sud ». Utiliser la fiche technique d’educarte
     Faire apparaître deux balises GPS EISL et IQQE.
  • Cliquer sur EISL : une image apparaît : elle donne les variations de la position GPS en latitude, en longitude et altitude (height) au cours du temps. Elle indique aussi la vitesse (rate) du déplacement en longitude ou latitude.
Remarque :
Un déplacement en latitude vers le NORD est noté + (positif), alors qu’un déplacement en latitude vers le SUD est noté – (négatif)
Un déplacement en longitude vers l’EST est noté + (positif) alors qu’un déplacement en longitude vers l’OUEST est noté – (négatif)
  • Quelles sont les variations enregistrées à EISL au cours de la période de mesure ? Les noter. Noter les vitesses de déplacement (Rate) en latitude et longitude.
  • Refaire la même démarche avec la balise IQQE.
    Pour EISL : vitesse latitude = -6,04 mm/an  vitesse longitude = 67,98 mm/an
    Pour IQQE : vitesse latitude = 15,83 mm/an  vitesse longitude = 26,88 mm/an
  • Dans Educarte, cliquer sur l’onglet « saisie d’une vitesse ».
    Cliquer sur le point EISL pour le sélectionner. Entrer les valeurs de vitesse de déplacement trouvées pour EISL. Cliquer sur afficher.
    Refaire la même démarche pour IQQE.
  • Afficher la limite de plaque dans cette zone. Dézoomer si nécessaire.

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Que montrent les mesures réalisées avec les balises GPS dans la zone Pacifique-Amérique du Sud ?
Quelle est la profondeur au niveau de la limite entre la plaque Pacifique – Amérique du Sud (Le haut de la fenêtre « carte » de EduCarte indique la profondeur)
Les deux plaques se déplacent vers l’est mais la plaque pacifique se déplace plus vite que la plaque Amérique du sud. Elles se « rapprochent » : elles convergent.
Au niveau de la bordure continentale où se la limite de plaque (en rose), la profondeur est beaucoup plus importante qu’au niveau de la plaque pacifique : c’est une fosse.
Bilan : Les deux plaques lithosphériques se déplacent dans des directions opposées. Elles se rapprochent : elles convergent. La plaque Pacifique converge vers la plaque Amérique du Sud au niveau d’une zone de fosse océanique.
Le GPS des balises Groupe 3 :
Des balises GPS, fixées au sol, ont été placées dans des stations réparties à travers le monde. Elles enregistrent régulièrement, leur position à des dates précises (comme vous avez pu le faire dans la cour).
  • Lancer Educarte
  •  Zoomer sur la partie Ouest de l’Amérique du Nord et se placer sur une zone « à cheval » entre la plaque de l’océan Pacifique et la plaque « Amérique du Nord ». Faire apparaître deux balises GPS KOKB et AGMT. Utiliser la fiche technique d’educarte
  • Cliquer sur KOKB : une image apparaît : elle donne les variations de position GPS en latitude, en longitude et altitude (height) au cours du temps. Elle indique aussi la vitesse (rate) du déplacement en longitude ou latitude.

Remarque :

Un déplacement en latitude vers le NORD est noté + (positif), alors qu’un déplacement en latitude vers le SUD est noté – (négatif)

Un déplacement en longitude vers l’EST est noté + (positif) alors qu’un déplacement en longitude vers l’OUEST est noté – (négatif)

Quelles sont les variations enregistrées à KOKB au cours de la période de mesure ? Les noter. Noter les vitesses de déplacement (Rate) en latitude et longitude.

Refaire la même démarche avec la balise AGMT
Pour KOKB : vitesse latitude = 34,52 mm/an  vitesse longitude = -62,22 mm/an
Pour AGMT : vitesse latitude = -0,82 mm/an vitesse longitude = -19,29 mm/an

 

  • Dans Educarte, cliquer sur l’onglet « saisie d’une vitesse ». Cliquer sur le point KOKB pour le sélectionner. Entrer les valeurs de vitesse de déplacement trouvées pour KOKB.  Cliquer sur afficher.
    Refaire la même démarche pour AGMT
  • Afficher la limite de plaque dans cette zone. Dézoomer si nécessaire.

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Que montrent les mesures réalisées avec les balises GPS dans la zone Pacifique – Amérique du Nord ?
Elles se déplacent en sens inverse pour ce qui est de la latitude (vitesse positive = déplacement vers le nord, pour la plaque Pacifique et négative = déplacement vers le sud, pour la plaque Amérique du Nord). Cependant la limite de plaque étant dans l’axe Nord-Sud, la plaque Pacifique se déplace vers le Nord alors que la plaque Amérique du Nord se déplace vers le Sud. 
Bilan : Elles coulissent dans des directions opposées.

Conclusion  :
Les plaques sont mobiles les unes par rapport aux autres :
- A raison de quelques centimètres par ans, les plaques s’écartent au niveau d’une dorsale océanique.
- Elles se rapprochent donc convergent au niveau des fosses océaniques.
- Elles coulissent parfois l’une contre l’autre.

 


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