TP n°8: Reliefs et mouvements verticaux des continents.
 

 

 

Comment expliquer les reliefs continentaux et plus généralement la situation de la lithosphère continentale au dessus de l'asthénosphère?

  Document 1: Le relief terrestre change, certaines régions du globe s'élèvent, d'autres s'affaissent.
 
  • Les courbes de niveau en bleu sur la carte ci-contre indiquent les taux de remontée de la lithosphère continentale depuis la dernière période glaciaire, taux indiqués en mm/an. Au centre du bouclier Canadien, on a des taux qui atteignent les 10 mm (1 cm) annuellement.
    S'il y a remontée sur l'ensemble du bouclier, à l'autre extrême il y a, en réaction, un enfoncement au pourtour du bouclier (centre des USA et côtes de la Nouvelle-Angleterre), avec des valeurs de -2 mm/année (courbes vertes).
 
  1. En admettant que la vitesse de soulèvement ait été constante au cours des 6000 dernières années, évalue le soulèvement total maximum du Nord-Est du Canada au cours de ces derniers 6000 ans?
  2. Formule une hypothèse pour expliquer le soulèvement du Canada.
 

Je fais valider mes réponses.

 

Document 2: La répartition des masses à l'intérieur de la terre.

La gravimétrie est la mesure et l'étude la pesanteur (ou champ de pesanteur, noté γ) à la surface de la Terre, en direction et en norme.
L'unité de mesure est le m.s-2 (équivalent ou N.kg-1).
Une autre unité est utilisée, le Gal (1Gal = 1cm.s-2 = 10-2m.s-2) et son millième, le mGal (1 mGal = 10-2 m.s-2).
La valeur "moyenne" de la pesanteur à la surface de la Terre vers 45° de latitude est g = 9,81 m.s-2= 981 Gal.

  bouguer

Carte de France des anomalie de Bouguer (en 10-5 m/s²).
Les cartes d'anomalie de Bouguer ont de nombreuses applications en géologie régionale ou elles aident à décrire les principaux blocs structuraux à l'échelle crustale et lithosphérique

 

En 1738 , Le physicien Bouguer, en mission dans la cordillière des Andes en Equateur, constate une anomalie au voisinage du volcan Chimborazo: tout se passe comme si la masse montagneuse n'attirait pas sufisamment la masse de son fil à plomb. le Sommet du Chimborazo, en Équateur, situé vers 2° de latitude Sud, qui avec ses 6268 m d'altitude est à plus de 6384 km du centre de la Terre contre 6282 km pour le sommet de l'Everest.

Les mesures gravimétriques précises réalisées par la suite confirmèrent cette particularité. La pesanteur mesurée est inférieure à la pesanteur théorique calculée que l'on devait enregistrer dans cette région. cette différence, appelée anomalie de Bouguer négative se constate généralement dans les régions montagneuses.

 
  1. Propose une hypothèse pour expliquer l'anomalie au niveau des Alpes.
 

Je fais valider ma réponse.

 

Document 3: Deux modèles explicatifs.

Les mesures de l'intensité de la pesanteur, faites en différents points du globe (plaine, sommet d'une montagne, océan), ont donné des valeurs voisines, une fois faites les corrections dues à la latitude et à l'altitude.
Apparemment, l'excès de masse engendré par le relief d'une montagne ou le déficit de masse causé par la faible densité de l'eau par rapport aux roches, n'influençait guère la valeur de "g" (g = 9,81m/s2)
Dès le siècle dernier, Pratt et Airy ont proposé deux hypothèses explicatives.
Toutes deux font intervenir la notion de surface de compensation, surface au dessous de laquelle les masses rocheuses seraient réparties de façon homogène dans le globe. De plus, les roches "légères" situées au dessus de cette surface "flotteraient", en équilibre hydrostatique sur les roches de dessous, un peu comme un iceberg sur l'eau!
On a donné le nom d'isostasie à cet état d'équilibre.

  airy pratt
 
  1. En quoi les hypothèses de Pratt et de Airy rendent-elles compte des constatations faites sur l'intensité de la pesanteur? En quoi diffèrent-elles? Trace sur ces deux figures les surfaces de compensation et le Moho (discontinuité de Mohorovicic).
 

Je fais valider ma réponse.

 

Document 4:

B-Soit une portion de croûte continentale d'épaisseur h et de densité dc qui "flotte" sur le manteau supérieur de densité dm.

  Figure a.
isostasie
  1. Applique le principe d'Archimède et exprime l'enfoncement x de cette croûte quand elle est recouverte d'une couche de glace de densité dg et d'épaisseur "z"?

(seule une formule littérale est attendue)

 

Rappel : le Théorème d'Archimede:
Tout corps (croûte terrestre) plongé dans un fluide (manteau) reçoit de la part de ce fluide une poussée verticale dirigée du bas vers le haut, égale au poids du volume de fluide déplacé.

  1. Formule une "loi" à partir de ton résultat.
 

Je fais valider mes réponses.

 
  1. Applications numériques avec z = 4 km; et dg = 0,916.
 

Je fais valider ma réponse.

  Figure b
isostasie

Selon l'hypothèse de Airy, quelle est la profondeur "r" de la racine d'une montagne d'altitude 8000m?
Formule une autre "loi" à partir de ce résultat.

  1. De combien remonte cette montagne après une érosion de 1000m?
 

Je fais valider mes réponses.

   
 

Critères de réussite:
Question 1: La présentation des paramètres, une formule littérale et un choix justicieux des unités pour le résultat.
Question 2: Mon hypothèse est correctement formulée et cohérente.
Question 3: Ma réponse est du type: j'observe..., or....,donc... . Mon hypothèse est correctement formulée et cohérente.
Question 4: Interprétation correcte sur l'intensité de la pesanteur. Les différences sont bien saisies. Le niveau de compensation est correct. Le Moho est à sa place.
Question 5: Ma formule littérale est correcte.
Question 6: la loi est correctement formulée.
Question 7: Mon calcul est exact , mes unités sont correctement choisies.

question 8

 

  Le compte rendu sera à faire en binôme, avec un traitement de textes, il sera à rendre la semaine prochaine.
 

La citation du jour:

«  il est important qu'il sache [l'enfant] comprendre la nature des choses, devienne capable de faire un raisonnement, d'apprendre à vérifier et discuter une hypothèse, autrement dit de résister à toute forme d'éducation qui serait un endoctrinement... Cette capacité de raisonnement que je propose, vaut... de l'enfant à l'énarque." » de Georges Charpak; prix nobel de physique.

 

Partager sur

index

J@©QUES FLORIMONT
Modifié le 23.12.2012