Profil thermique de la terre

Nom, prénom : TP/TD 4 – le profil thermique de la Terre (suite) Thème 2, Chap. 1 Mise en situation et recherche à mener Si la température moyenne des roches du manteau augmente avec la profondeur, le manteau terrestre n’apparait pas homogène du point de vue thermique : des variations importantes existent entre les diverses régions du globe.

On cherche à mettre en évidence et à expliquer l’hétérogénéité thermique du manteau. Ressources : Document 1 : La tomographie sismique, une sorte de « scanner » de la Terre Le principe de la méthode de tomographie sismique est le suivant : si une onde sismique traverse un milieu dont les caractéristiques (densité, température, état physique...) différent de celles du modèle moyen de la Terre (modèle PREM par exemple), elle arrivera en retard ou en avance par rapport aux prédictions de ce modèle. De très nombreuses données sont enregistrées et permettent de repérer en 3D des zones hétérogènes dans le globe. Ainsi des cartes présentant les anomalies des vitesses sismiques sont réalisées.

Page 1 sur 2 Document 2 : anomalies de vitesse des ondes sismiques en profondeur dans le globe

Document 3 : les Antilles, une zone riche en hétérogénéités thermiques Les Antilles forment un archipel d’îles volcaniques. Elles sont situées à une limite de plaques tectoniques : la plaque sud-américaine (à l’est) passe sous la plaque caraïbe (à l’ouest).

Document 4 : Des points du globe vraiment chauds ! La Polynésie français est un ensemble d’îles volcaniques situé à l’intérieur de la plaque. Les points chauds sont des zones du globe en dessous desquelles s’effectue une remontée de matériaux chaud (mais à l’état solide) provenant de la base du manteau. La remontée de ce panache mantellique chaud provoque la formation de magma sous la lithosphère souvent à l’origine d’un volcanisme intraplaque, dit « de point chaud ». Autres ressources en démonstration : Huile, sirop de grenadine, 1 bécher, 1 support pour le bécher et 1 bougie chauffe plat

Nom, prénom : TP/TD 4 – le profil thermique de la Terre (suite) Thème 2, Chap. 1 Etape A1 : Proposer une démarche d’investigation (durée 10 minutes) Proposer un protocole permettant de modéliser un point chaud avec le matériel disponible (démonstration). Quelle(s) limite(s) se pose(nt) à ce modèle ?

Etape A2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Mettre en œuvre le protocole permettant d’obtenir les tomographies sismiques verticales des Antilles et de la Polynésie française. Observer la modélisation du point chaud.

Etape B1 : Présenter les résultats pour les communiquer Présenter vos résultats de tomographie en faisant des captures d’écran. Les légender et les titrer.

Etape B2 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Montrer à partir de quelques exemples que le manteau présente des hétérogénéités thermiques. Corréler ces hétérogénéités thermiques au mode de transfert de la chaleur au sein du manteau.

Protocole : tomographie sismique à la verticale

1) Les Antilles - A l’aide du logiciel « Tomographie sismique » disponible directement sur internet https://www.pedagogie.ac- nice.fr/svt/productions/tomographie2/, réaliser une coupe au niveau des Antilles. Réaliser une coupe « témoin ». - Comparer la répartition des anomalies de vitesse sismique. - En déduire les particularités thermiques des Antilles.

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