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Biologie · 9e

Leçon 9 sur 29

Notions de géodynamique

Je sais distinguer géodynamique externe et géodynamique interne, décrire la structure de la Terre et expliquer simplement que la surface terrestre est découpée en plaques qui bougent.

  • 1 h
  • 5 exercices corrigés
  • 2 schémas
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Définir la géodynamique et distinguer ses deux branches
  • Décrire les agents et les étapes de la géodynamique externe
  • Décrire la structure interne de la Terre (croûte, manteau, noyau ; lithosphère)
  • Expliquer la notion de plaques lithosphériques et leurs trois types de mouvements

Avant de commencer : Les leçons sur la formation des roches et le cycle des roches.

1Je découvre

Pendant la saison des pluies, la piste qui mène au village de Hawa, dans la préfecture de Dalaba, se creuse de profondes rigoles. Chaque année, les parents doivent la reboucher. Au bas de la pente, la terre emportée s'accumule en éventail de boue et de sable.

Au même moment, à la radio, Hawa entend qu'un tremblement de terre a secoué un pays lointain, et qu'un volcan est entré en éruption dans l'océan Pacifique. Elle se demande quel rapport il peut y avoir entre la pluie qui abîme sa piste et ces catastrophes.

Son professeur lui répond : « Tous ces phénomènes transforment la surface de la Terre. Certains viennent d'en haut, du ciel et de l'eau ; d'autres viennent d'en bas, de l'intérieur du globe. La science qui les étudie tous s'appelle la géodynamique. »

Quelles sont les forces qui modifient en permanence la Terre, et d'où viennent-elles ?

2Je comprends

1. Définition

La géodynamique (du grec gê, la Terre, et dunamis, la force) est la partie de la géologie qui étudie les forces et les mouvements qui modifient la Terre au cours du temps. On distingue :

  • la géodynamique externe : l'étude des phénomènes qui se produisent à la surface et qui détruisent et aplanissent les reliefs (altération, érosion, transport, sédimentation) ;
  • la géodynamique interne : l'étude des phénomènes qui viennent de l'intérieur de la Terre et qui créent des reliefs et des roches (volcanisme, séismes, formation des montagnes, déplacement des continents, métamorphisme).
Géodynamique externe
  • Phénomènes de surface
  • Énergie solaire et pesanteur
  • Altération, érosion, transport, dépôt
  • Aplanit les reliefs
  • Forme les roches sédimentaires
Géodynamique interne
  • Phénomènes venant de l'intérieur
  • Énergie interne (chaleur du globe)
  • Volcans, séismes, montagnes, plaques
  • Crée et soulève les reliefs
  • Forme les roches magmatiques et métamorphiques
Deux groupes de forces opposées qui façonnent la surface de la Terre.

2. La géodynamique externe

Les agents de la géodynamique externe sont :

  • l'eau : pluie, ruissellement, rivières, fleuves, vagues de la mer. C'est l'agent le plus puissant en Guinée, où il tombe chaque année de fortes quantités de pluie, surtout en Basse-Guinée ;
  • le vent : il déplace le sable et la poussière, comme l'harmattan qui souffle du Sahara pendant la saison sèche ;
  • les variations de température : chaleur du jour et fraîcheur de la nuit dilatent et contractent les roches, qui finissent par se fissurer ;
  • les êtres vivants : les racines fendent les roches, certains organismes produisent des acides ; l'être humain déboise, creuse, construit.

Ces agents agissent en quatre étapes, que tu connais déjà : altération, érosion, transport, sédimentation. À long terme, ils usent les montagnes et remplissent les zones basses (vallées, lacs, mers).

Exemple

Explique la formation des rigoles sur la piste de Dalaba pendant la saison des pluies.

Étape 1 : la pluie tombe sur une piste en pente, sans végétation pour retenir le sol.

Étape 2 : l'eau ruisselle, se concentre dans les creux et prend de la vitesse ; elle arrache des particules de terre : c'est l'érosion.

Étape 3 : l'eau transporte ces particules vers le bas de la pente.

Étape 4 : en bas, la pente diminue, l'eau ralentit et dépose le sable et la boue : c'est la sédimentation.

Conclusion : les rigoles sont le résultat de la géodynamique externe, dont l'agent principal est ici l'eau de ruissellement.

3. La structure interne de la Terre

Pour comprendre la géodynamique interne, il faut connaître l'intérieur de la Terre. Grâce à l'étude des ondes sismiques, on distingue :

EnveloppeProfondeur approximativeCaractères
Croûte continentale0 à 30-70 kmroches de type granite, relativement légères
Croûte océanique0 à environ 7 kmroches de type basalte et gabbro
Manteaude la base de la croûte à 2 900 kmroches solides très chaudes, riches en olivine
Noyau externe2 900 à 5 100 kmfer et nickel liquides
Noyau interne (graine)5 100 à 6 370 kmfer et nickel solides

On distingue aussi des couches selon leur comportement :

  • la lithosphère (du grec lithos, pierre) : la croûte et la partie supérieure du manteau, rigides, sur une épaisseur d'environ 100 km ;
  • l'asthénosphère (du grec asthenês, faible) : la partie du manteau située sous la lithosphère, solide mais plus déformable, capable de se déplacer très lentement, comme de la pâte très épaisse.

4. Les plaques lithosphériques

La lithosphère n'est pas d'un seul tenant : elle est découpée en une douzaine de grandes plaques lithosphériques (ou plaques tectoniques) et plusieurs petites. Ces plaques se déplacent lentement sur l'asthénosphère, de quelques centimètres par an, à peu près la vitesse à laquelle poussent tes ongles.

L'idée que les continents bougent a été proposée par le scientifique allemand Alfred Wegener entre 1912 et 1915 : c'est la dérive des continents. Il avait remarqué que les côtes de l'Afrique et de l'Amérique du Sud s'emboîtent comme les pièces d'un puzzle, et qu'on trouve les mêmes fossiles et les mêmes roches des deux côtés de l'océan Atlantique. Sa théorie, d'abord rejetée, a été confirmée et complétée dans les années 1960 par la tectonique des plaques.

Le moteur de ces mouvements est la chaleur interne : dans le manteau, les roches chaudes montent lentement et les roches plus froides redescendent. Ces mouvements très lents sont appelés courants de convection ; ils entraînent les plaques.

Trois types de mouvements aux limites des plaques :

  • Divergence : deux plaques s'écartent. Du magma monte et forme une nouvelle croûte océanique. C'est le cas au milieu de l'océan Atlantique, le long d'une chaîne de montagnes sous-marine appelée dorsale. L'Afrique et l'Amérique du Sud s'éloignent ainsi l'une de l'autre.
  • Convergence : deux plaques se rapprochent. Une plaque océanique peut s'enfoncer sous une autre (subduction), ou deux continents peuvent se heurter (collision) et former de hautes montagnes, comme l'Himalaya.
  • Coulissage : deux plaques glissent l'une contre l'autre, horizontalement, le long d'une grande faille.
  1. 1Divergence : les plaques s'écartent, le magma monte et forme une croûte nouvelle (dorsale)
  2. 2Convergence par subduction : une plaque océanique plonge sous une autre (volcans, séismes)
  3. 3Convergence par collision : deux continents se heurtent et forment des montagnes
  4. 4Coulissage : deux plaques glissent côte à côte le long d'une faille (séismes)
Les trois grands types de mouvements aux limites des plaques.

C'est aux limites des plaques que se concentrent la plupart des séismes et des volcans. La Guinée se trouve à l'intérieur de la plaque africaine, loin de ses bords : c'est pourquoi elle n'a pas de volcan actif et que les séismes y sont rares.

Exemple

L'océan Atlantique s'élargit d'environ 2,5 cm par an. Calcule de combien il s'élargit en 1 000 ans, puis en 1 million d'années.

Étape 1 : en 1 000 ans : 2,5 × 1 000 = 2 500 cm = 25 m.

Étape 2 : en 1 000 000 ans : 2,5 × 1 000 000 = 2 500 000 cm.

Étape 3 : je convertis : 2 500 000 cm = 25 000 m = 25 km.

Conclusion : un mouvement imperceptible à l'échelle d'une vie humaine devient énorme à l'échelle des temps géologiques : en 100 millions d'années, cela fait 2 500 km.

Méthode

Pour classer un phénomène géologique :

  1. Je me demande où il se produit : à la surface ou à partir de l'intérieur ?
  2. Je cherche la source d'énergie : Soleil et pesanteur, ou chaleur interne ?
  3. Je regarde son effet : il use et aplanit le relief (externe) ou il crée du relief et des roches (interne) ?
  4. Je conclus : géodynamique externe ou interne.

3Je retiens

Je retiens

La géodynamique étudie les forces et les mouvements qui modifient la Terre.

Géodynamique externe : phénomènes de surface (altération, érosion, transport, sédimentation), dus à l'énergie solaire et à la pesanteur ; agents : eau, vent, température, êtres vivants.

Géodynamique interne : volcans, séismes, montagnes, mouvements des plaques, dus à la chaleur interne.

Structure de la Terre : croûte, manteau (jusqu'à 2 900 km), noyau externe liquide, noyau interne solide ; lithosphère rigide (environ 100 km) sur l'asthénosphère déformable.

La lithosphère est découpée en plaques qui se déplacent de quelques centimètres par an (divergence, convergence, coulissage).

Wegener : dérive des continents (1912-1915) ; tectonique des plaques (années 1960).

La Guinée est au milieu de la plaque africaine : pas de volcan actif, séismes rares.

4Erreurs fréquentes

  • Croire que les plaques flottent sur un océan de lave : l'asthénosphère est solide, mais se déforme très lentement.
  • Confondre croûte et lithosphère : la lithosphère comprend la croûte et le haut du manteau.
  • Penser que les continents ne bougent plus : ils se déplacent encore aujourd'hui, de quelques centimètres par an.
  • Classer l'érosion dans la géodynamique interne parce qu'elle modifie le relief : elle vient de la surface, c'est de la géodynamique externe.

5Je m’exerce

1Exercice 1

Définis : géodynamique, lithosphère, asthénosphère, plaque lithosphérique.

Voir le corrigéCacher le corrigé
  • Géodynamique : partie de la géologie qui étudie les forces et les mouvements qui modifient la Terre.
  • Lithosphère : enveloppe rigide de la Terre, formée de la croûte et du haut du manteau (environ 100 km d'épaisseur).
  • Asthénosphère : partie du manteau située sous la lithosphère, solide mais déformable.
  • Plaque lithosphérique : grand morceau de lithosphère qui se déplace d'un seul bloc sur l'asthénosphère.

2Exercice 2

Classe les phénomènes suivants en géodynamique externe ou interne : éruption volcanique, ensablement d'un fleuve, séisme, formation de rigoles sur une piste, formation de l'Himalaya, transport de poussière par l'harmattan, écartement de l'Afrique et de l'Amérique du Sud.

Voir le corrigéCacher le corrigé
  • Externe : ensablement d'un fleuve, formation de rigoles, transport de poussière par l'harmattan.
  • Interne : éruption volcanique, séisme, formation de l'Himalaya, écartement de l'Afrique et de l'Amérique du Sud.

3Exercice 3

Recopie et complète.

a) Les plaques se déplacent sur l' … à une vitesse de quelques … par an.

b) Quand deux plaques s'écartent, on parle de … ; quand elles se rapprochent, de … .

c) Le moteur du mouvement des plaques est la … interne, qui crée des courants de … dans le manteau.

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) asthénosphère ; centimètres.

b) divergence ; convergence.

c) chaleur ; convection.

4Exercice 4

Deux points situés de part et d'autre d'une dorsale s'éloignent de 4 cm par an.

a) De combien s'éloignent-ils en 1 000 ans ? Donne la réponse en mètres.

b) Combien de temps faut-il pour qu'ils s'éloignent de 200 km ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) 4 × 1 000 = 4 000 cm = 40 m.

b) 200 km = 20 000 000 cm ; 20 000 0004 = 5 000 000 ans, soit 5 millions d'années.

5Exercice 5

(Type composition) Document : « Alfred Wegener remarqua que le contour de la côte est de l'Amérique du Sud s'emboîte dans celui de la côte ouest de l'Afrique. Il nota aussi que des fossiles d'un même petit reptile d'eau douce, qui ne pouvait pas traverser un océan, se trouvent au Brésil et en Afrique australe. »

a) Quelle idée Wegener a-t-il proposée ?

b) Relève les deux arguments du document.

c) Explique pourquoi le fossile du reptile d'eau douce est un argument fort.

d) Aujourd'hui, comment explique-t-on que l'Afrique et l'Amérique du Sud s'éloignent ?

Voir le corrigéCacher le corrigé

a) La dérive des continents : les continents se déplacent à la surface de la Terre ; l'Afrique et l'Amérique du Sud étaient autrefois réunies.

b) L'emboîtement des côtes de l'Amérique du Sud et de l'Afrique ; la présence des mêmes fossiles de reptile d'eau douce des deux côtés de l'Atlantique.

c) Ce reptile vivait en eau douce et ne pouvait pas traverser un océan d'eau salée. S'il vivait des deux côtés, c'est que les deux continents étaient réunis à son époque.

d) Par la tectonique des plaques : l'Afrique et l'Amérique du Sud appartiennent à deux plaques différentes qui s'écartent au niveau de la dorsale médio-atlantique ; du magma y monte et forme sans cesse une nouvelle croûte océanique.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1L'érosion par les eaux de pluie relève de la géodynamique :
Voir la réponse

Réponse A : externe. Elle se produit à la surface et dépend de l'énergie solaire (cycle de l'eau).

2La lithosphère est formée :
Voir la réponse

Réponse B : de la croûte et du haut du manteau. C'est l'enveloppe rigide découpée en plaques.

3À quelle vitesse se déplacent les plaques ?
Voir la réponse

Réponse B : quelques centimètres par an. C'est à peu près la vitesse de pousse des ongles.

4Quand deux plaques s'écartent, on parle de :
Voir la réponse

Réponse A : divergence. Le magma monte entre elles et forme une nouvelle croûte au niveau d'une dorsale.

5Pourquoi la Guinée n'a-t-elle pas de volcan actif ?
Voir la réponse

Réponse C : parce qu'elle est située loin des limites de la plaque africaine. Volcans et séismes se concentrent surtout aux limites des plaques.

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