espace pédagogique - la convergence lithosphérique se traduit par la disparition de la lithosphère océanique dans le manteau
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la convergence lithosphérique se traduit par la disparition de la lithosphère océanique dans le manteau
en traitant les données gps avec un tableur et une méthode graphique on peut calculer les vitesses de convergence et les relier au données sismiques, morphologiques et de volcanisme des logiciels seismic eruption et sismolog.
mots clés :
gps, tableur, lithosphère, convergence, subduction, sismique, volcanisme, logiciel, sismolog, seismic eruption, andes, fossé océanique, tectonique globale
frédéric roux, professeur de svt au lycée du pays de retz à pornic
convergence lithosphérique
"la
convergence lithosphérique se traduit par la disparition de la lithosphère
océanique dans le manteau."
objectif 1 :
utiliser des données gps et un traitement par excel
pour mettre en évidence un mécanisme de convergence entre la plaque
de nazca et la plaque sud américaine.
objectif 2 : mettre en évidence les manifestations sismiques (et volcaniques)
liées à la convergence avec le logiciel sismic
eruption.
objectif 3 : mettre en évidence les modifications morphologiques de
la lithosphère avec le logiciel sismolog.
objectif
1: utiliser des données gps pour mettre en évidence un mécanisme
de convergence entre la plaque de nazca et la plaque sud américaine.
positionnement des stations gps sur une carte.
sites pouvant aider à
la réalisation de cette étape :
le
déplacement de la surface du globe terrestre mesuré par gps
académie de lyon
utilisation
du gps et tectonique des plaques par j.p leclerc challans - académie
de nantes
site américain
d'où sont extraites les données gps utilisées : http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html
deux stations gps serviront de support pour cette étude :
l'une située sur l'ile de pâques
eisl
l'autre à santiago du chili sant
téléchargement du fond de carte vierge et des coordonnées
gps : fichier converg.zip
latitude
longitude
sant
-33,15 °
-70,67°
eisl
-27,15°
-109,38°
evaluation des vitesses de dérive des deux plaques
-traitement des données gps avec excel
téléchargement
des données gps mises au format excel :
lancer excel
ouvrir le fichier gps
ce fichier contient les données du déplacement
en latitude et longitude des deux stations eisl et sant.
ouvrir par exemple
la feuille sanlat
sélectionner
les deux premières colonnes,
la première colonne est la date avec l'année et des décimales correspondant au
jour (la date en clair se trouve dans la dernière colonne au format anglo-saxon).
la deuxième colonne donne le déplacement en cm du point (en latitude, longitude
ou altitude selon le fichier) par rapport à une position de référence.
l'évolution de cette position au cours du temps donne le sens et la vitesse de
déplacement. la troisième colonne est l'incertitude de la mesure exprimée en cm.
ces résultats peuvent apparaître rapidement si l'on construit un graphe. pour
cela :
cliquer
sur l'assistant graphique
choisir
nuages de points puis la courbe brisée sans marque
poursuivre
l'assistant et cliquer sur le bouton fin
malgré les nombreuses oscillations de la courbe une tendance à long terme se dessine.
faire
un clic droit sur la courbe,
choisir ajouter une courbe
de tendance, conserver le choix linéaire puis dans l'onglet options cliquer
dans la case afficher l'équation sur le graphique.
le
résultat suivant est obtenu :
la courbe est de type y = ax + b où a
est la vitesse linéaire exprimée en cm/an.
pour chaque site on relèvera le coefficient directeur de la courbe qui donne la
vitesse de déplacement du point en cm/an.
un nombre positif signifie un déplacement vers le nord en
latitude ou vers l'est en longitude. un nombre négatif signifie un déplacement
vers le sud en latitude ou vers l'ouest en longitude.
evaluation graphique de la vitesse résultante sur papier
millimétré.
ce travail est réalisé pour les deux stations
:
vitesse en latitude
vitesse en longitude
vitesse résultante
eisl
-0,72 cm/an
6,52 cm/an
6,56cm/an
sant
1,58 cm/an
1,89 cm/an
2,46 cm/an
remarque : le calcul peut être réalisé à
l'aide du théorème de pythagore : dans un triangle rectangle,
le carré de l'hypothénuse est égale à la somme des
carrés des deux autres côtés.
mise en évidence de la convergence sur la carte.
les vecteurs peuvent être placés sur la carte en choisissant une
échelle.
en prenant en compte la valeur et la direction des vecteurs vitesse résultants
et donc le mouvement relatif des deux plaques l'une par rapport à l'autre,
on met bien en évidence une convergence entre
les deux plaques.si on ne prend en compte que la
composante "longitude" des vitesses de dérive des deux
plaques, la convergence se réalise avec une vitesse de :
vlong eisl - vlong sant = 6,52 - 1,89 = 4,63cm/an
objectif
2 : mettre en évidence les manifestations sismiques (et volcaniques) liées
à la convergence.
télécharger
seisvole.exe : http://www.geol.binghamton.edu/faculty/jones/jones.html
installer
le logiciel
lancer seismic
eruption, faire start puis go.
visualisation dynamique des séismes depuis janvier 1960.
cliquer sur south america
les séismes
s'affichent progressivement (depuis janvier 1960 jusqu'au 31 décemmbre
1999) : les cercles plus ou moins grands marquent la magnitude, les couleurs
la profondeur des foyers.
visualisation de la répartition des séismes en coupe dans la région
étudiée.
cliquer
sur control
enlever
les onglets : global audio et run from script
cliquer setup cross-section view
paramétrer
l'observation en coupe :
placer
l'outil sur la région étudiée, l'orienter en
jouant sur azimut
délimiter
la surface qui sera prise en compte sur la coupe, par exemple :
width (longueur) 1000 km
thickness (largeur) 300 km
réaliser
la coupe :
cliquer
:
sur
control
puis
sur mapview/3d......
et
enfin sur cross-section view
interprétation pouvant être réalisée par des élèves
:
activités possibles :
explications de la présence des séismes
et de leur magnitude aux différents niveaux de la lithosphère
plongeante
tracer le plan
de bénioff
localisation
de la lithosphère océanique et de la lithosphère
continentale (d'autres documents seront nécessaires pour évaluer
leurs épaisseurs respectives)
hypothèse
pour expliquer le volcanisme (ici lascar) - lien avec le tp sur le magmatisme
au niveau des zones de subduction.
objectif
3 : mettre en évidence les modifications morphologiques de la lithosphère.
utilisation du logiciel sismolog
et d'un ordinateur avec un processeur pentium3 minimum. le logiciel sismolog
est distribué par les edition chrysis et a été conçu
par julien fréchet et françois thouvenot.
en maintenant le bouton gauche de la souris enfoncé,
sélectionnée la région étudiée
sélectionner ensuite vue 3d
on obtient la visualisation suivante :
la position et le mouvement de l'image sur l'écran peuvent être
modifiés, pour cela utiliser les commandes clavier indiquées en
haut de l'écran.
interprétation possible par les élèves :
frédéric roux
information(s) pédagogique(s)
niveau : 1ère s, terminale s
type pédagogique : travaux pratiques, démarche pédagogique
public visé : enseignant
contexte d'usage : atelier, classe, laboratoire, salle multimedia
référence aux programmes : la convergence lithosphérique et ses effets
fichier ressource
remarques d'installation : fichier zip à décompresser
taille : 1,6 mo ;
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