Dossier IX  activité 1

La Terre, une machine thermique

Problématique

 

Les activités précédentes ont montré que la lithosphère était découpée en plaques ; ces plaques sont en mouvement. Par ailleurs, ont été observés : des points chauds, marqueurs du déplacement des plaques, des séismes libérant brutalement des énergies colossales, des dorsales médio océaniques où se forme la lithosphère océanique, des zones de subduction où ces plaques lithosphériques océaniques disparaissent.

L’objet de cette activité est donc de répondre aux questions suivantes :

 

Quelle est l’origine de l’énergie (qui génère le mouvement des plaques) et quelles sont les formes de sa dissipation ? 

Objectifs

[ Saisir des informations d’un manuel, d’un site internet ou d’une expérimentation

[ Mettre en relation des informations (coupes et cartes géologiques simplifiées, données de sismique réflexion…)

[ Expérimenter : réaliser un modèle de la convection thermique (exemple du point chaud)

[ Comprendre la relation entre énergie interne et ses manifestations profondes et de surface 

Production attendue

[  un schéma fonctionnel de la  « machine Terre » commenté (fond : support n°8) sur une double page en format paysage pour répondre à la problématique.

====> supports  n°1 à n°8.

 

 

 

Critères de réussite

l le schéma mentionne les 2 principales origines de l’énergie interne,

 

 

 

l le schéma figure les 2 modes de dissipation de l’énergie interne,                                                 

 

 

 

l le schéma figure :

 [ les principaux mouvements convectifs dans le manteau,

 [ les panaches de points chauds

 [ les conséquences du point de vue de la tectonique des plaques : expansion, subduction et collision.

Conseils de réalisation

l dégager des textes les arguments en faveur de ces diverses formes énergétiques et évaluer (par le calcul) l’énergie totale terrestre dégagée par radioactivité et la comparer à la chaleur dissipée totale (42 . 109 KW).

 

l calculer et comparer les gradients géothermiques du manteau et de la croûte terrestre, 

l calculer le flux géothermique moyen (en W.m-2), le comparer au flux solaire moyen incident (342 W. m-2) puis évoquer ses variations,

 

l décrire les caractéristiques générales des mouvements convectifs dans le manteau et le cas particulier des points chauds (mouvements convectifs ponctuels) à l'aide ! ,

l dégager de l’animation « tectonique des plaques » 3 conséquences des mouvements convectifs.

Supports

1 :  Site SVT : l’origine de la chaleur interne du globe  :

[  a)  conceptions du XVIIe siècle : cavités souterraines et feu central

[  b) l’hypothèse de la chaleur initiale

[  c) l’hypothèse de la radioactivité naturelle      

2 :  Site SVT : dissipation de l’énergie interne par conduction thermique => le flux géothermique

3 :  Site SVT : dissipation de l’énergie interne par conduction thermique => le gradient géothermique et variation du flux géothermique

4 :  Site SVT : dissipation de l’énergie interne par convection => convection dans le manteau

5 :  Site SVT : dissipation de l’énergie interne par convection => les points chauds, manifestations ponctuelles de la convection

6 :  Expérimentation : un bécher contenant une huile froide colorée avec de la craie rouge et au-dessus une huile normale est chauffé à sa base par une petite flamme (de bougie, par exemple) à l'aide !.

7:  Site SVT : conséquences des mouvements convectifs => la tectonique des plaques (animation)  

8 :  Document fourni : schéma de la « machine Terre »

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