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https://lewebpedagogique.com/bouchaud 20_1ereSpe_1_2_dst2.docx 1 Contrôle de spécialité SVT – Durée 55 min. Calculatrice autorisée – exercices indépendants Exercice 1. Pratique du raisonnement scientifique et de l’argumentation. 10 points. L’Islande L’Islande est une zone géologique unique au monde. Cette île localisée dans l’Atlantique Nord est apparue il y a environ 20 millions d’années. Elle est le lieu de phénomènes qui d’ordinaire sont cachés par les eaux des océans. Utilisez les documents 1a et b et vos connaissances pour montrer que l’Islande est située sur une zone de divergence (dont vous préciserez le nom) entre deux plaques tectoniques. Exploitez le document 2 et vos connaissances pour mettre en évidence le phénomène qui se déroule sous l’Islande. On précise que les vecteurs GPS déplacement sont à calculer et à tracer à l’échelle sur votre copie. Document 1a. Carte géologique simplifiée de l’Islande et localisation des stations GPS REYK et HOFN. D’après la thèse de A. Berger, Université de Savoie, 2004. Document 1b. Déplacement en latitude et en longitude des stations REYK et HOFN entre 2002 et 2018. Balise REYK Balise HÖFN D’après données NASA On rappelle la signification des coefficients directeurs pour les : - latitudes : positif = mouvement vers le Nord ; négatif = mouvement vers le Sud - longitudes : positif = mouvement vers l’Est ; négatif = mouvement vers l’ouest. - Rate = coefficient directeur.

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Contrôle de spécialité SVT – Durée 55 min. Calculatrice autorisée – exercices indépendants

Exercice 1. Pratique du raisonnement scientifique et de l’argumentation. 10 points.

L’Islande

L’Islande est une zone géologique unique au monde. Cette île localisée dans l’Atlantique Nord est apparue il y a environ 20 millions d’années. Elle est le lieu de phénomènes qui d’ordinaire sont cachés par les eaux des océans.

Utilisez les documents 1a et b et vos connaissances pour montrer que l’Islande est située sur une zone de divergence (dont vous préciserez le nom) entre deux plaques tectoniques.

Exploitez le document 2 et vos connaissances pour mettre en évidence le phénomène qui se déroule sous l’Islande.

On précise que les vecteurs GPS déplacement sont à calculer et à tracer à l’échelle sur votre copie.

Document 1a. Carte géologique simplifiée de l’Islande et localisation des stations GPS REYK et HOFN.

D’après la thèse de A. Berger, Université de Savoie, 2004.

Document 1b. Déplacement en latitude et en longitude des stations REYK et HOFN entre 2002 et 2018.

Balise REYK Balise HÖFN

D’après données NASA

On rappelle la signification des coefficients directeurs pour les : - latitudes : positif = mouvement vers le Nord ; négatif = mouvement vers le Sud - longitudes : positif = mouvement vers l’Est ; négatif = mouvement vers l’ouest. - Rate = coefficient directeur.

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Document 2. Etude du manteau sous l’Islande par tomographie sismique

La tomographie sismique est une méthode géophysique qui utilise l’enregistrement de la vitesse des ondes sismiques émises lors de tremblements de terre. Cette technique consiste à comparer les vitesses des différentes ondes reçues aux vitesses théoriques attendues pour chaque profondeur.

On met alors en évidence des zones où la vitesse des ondes est : - soit plus élevée que celle prévue à cet endroit (anomalie de vitesse positive), correspondant à des régions plus froides du manteau ; - soit plus faible que celle prévue à cet endroit (anomalie de vitesse négative), correspondant à des régions plus chaudes du manteau. Légende :

D’après http://planet-terre.ens-lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOM-islande.xml

Exercice 2. Travail sur document. 10 points. D’après SVT 1S Hatier 2001 et Nathan 2011. Modifié 2015.

Les îles de la Polynésie française.

L’archipel de la Société est un ensemble d’îles volcaniques de la Polynésie française. Le document présente différents édifices volcaniques de l’archipel issus de l’activité d’un point chaud.

L’île de Mehetia est celle qui a connu une activité volcanique relativement récente. Ces îles sont toutes localisées sur la plaque Pacifique.

Carte de l’archipel des îles de la Société.

1. Donner l’(es) argument(s) qui apporte(nt) la preuve du déplacement de la plaque Pacifique. Exploiter une carte /2 2. Schématiser par une flèche sur la carte le sens de déplacement de la plaque. Exploiter une carte /1 3. Calculer la distance de l’édifice volcanique manquant dans le tableau du bas de page par rapport au volcan le plus récent (Mehetia). Détailler votre calcul et inscrire votre réponse dans le tableau.

Réaliser un calcul Compléter un tableau /2

4. Tracer le graphique représentant l’âge de chaque volcan en fonction de sa distance au point chaud actuel (Mehetia).

Réaliser un graphique /3

5. En utilisant le graphique, calculer alors en cm.an-1 la vitesse de déplacement de la plaque Pacifique au-dessus du point chaud étudié (1 chiffre significatif après la virgule).

Réaliser un calcul /2

Nom des îles Mehetia Tahiti 1 Tahiti 2 Moorea Huahine Raïatea Tahaa Bora Bora Maupiti Distance à Mehetia (km)

0 125 156 203 359 391 414 449

Age (Ma) 0 0,4 1,0 1,5 2,1 2,4 2,9 3,2 4,3 Age des différents volcans de l’archipel de la Société et distance par rapport à Mehetia.

Les + correspondent à la localisation des volcans étudiés.

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Correction Exercice 1. Pratique du raisonnement scientifique et de l’argumentation. 10 points. Le document 1 montre : - une symétrie des âges des roches volcaniques de part et d’autre d’un axe N/SSO : plus on s’éloigne de cet axe et plus les âges sont anciens (quantifier). Cela va dans le sens d’un éloignement progressif / cet axe. 2 points. - D’autres arguments peuvent être donnés, mais ils n’ont pas encore été vus en cours (failles normales, volcanisme dans l’axe du rift). Ils ne seront donc pas pris en compte. Calculs GPS : REYK se déplace vers le NO. 0,5 point Vitesse calculée suivant Pythagore : !(19,670)2 + (−9,675)2 = 21,92 mm/an. 1 point

HOFN se déplace vers le NE. 0,5 point Vitesse calculée suivant Pythagore : !(14,913)2 + (14,082)2 = 20,51 mm/an. 1 point

Ce qui montre un éloignement des deux stations, donc qui confirme la divergence. 1 point Tracés des vecteurs à l’échelle. 1 point

Conclusion : zone de divergence (vecteurs GPS, âge des roches volcaniques). Il s’agit d’une dorsale, ici émergée. 1 point.

Document 2. On constate une vaste zone d’anomalie négative sous l’Islande : cette zone s’étend au moins jusqu’à plus de 2500 km de profondeur (à la limite manteau / noyau). Elle correspond à un matériau plus chaud qui remonte depuis la limite manteau-noyau (et/ou à la preuve d’une convection dans le manteau. 2 points.

Exercice 2. Travail sur document. 10 points. 1. Alignement des volcans avec âge de plus en plus vieux avec l’éloignement au point chaud. (2) 2. Faire une flèche en direction de l’Ouest/Nord-Ouest. (1) 3. Distance des îles suivant leur éloignement au point chaud (d en cm ; en Km).

Nom des îles Mehetia Tahiti 1 Tahiti 2 Moorea Huahine Raïatea Tahoa Bora Bora Maupiti Distance à Mehetia (km)

0 125 156 203 359 391 414 449 504

Age (Ma) 0 0,4 1,0 1,5 2,1 2,4 2,9 3,2 4,3

Pour le détail du calcul pour Maupiti, tenir compte de l’échelle : 1,6 cm à 125 Km 6,45 cm mesurés à 503,9 Km 2 points

4. Graphique : 3 points (1 pour axes et titre, 1 pour points, 1 pour droite).

5. Il faut calculer a coefficient directeur de la droite (Delta y/ Delta x) Ici il est de 0,0078 Ma/km. La vitesse est l’inverse de a soit 1/0,0078 qu’il faut convertir en cm/a. On trouve 12,8 cm/an. 2 point

y = 0,0078x - 0,2822

-1

0

1

2

3

4

5

0 100 200 300 400 500 600

Age (Ma)

distance à Mehetia (km)

age= f(distance)

age

Linéaire (age)