Supervolcans ? Sommes nous menacés?

 Les supervolcans ? Sommes nous menacés?

Les super-éruptions se produisent environ toutes les dizaines ou centaines de millénaires ….

La plus récente super-éruption répertoriée est celle du Toba à Sumatra il y a 75000 ans

http://www.dailymotion.com/video/x36zksp
Supervolcans

Liste des supervolcans Cliquez sur l’image pour l’agrandirQuelques caractéristiques des supervolcans?

  • Les super-éruptions sont rares.
  • Les super-éruptions (vol>1000 km3)  sont paroxysmales
  • Morphologie: les caldeiras  sont gigantesques (Ø de dizaines de km)
  • Les hambres magmatiques  sont gigantesques (milliers de km3), les magmas sont acides
  • Les activités sismique, tectonique et géothermique sont intenses

Ils éjectent plus de 1000 km3 de matériaux volcaniques

Ils ont un indice d’explosivité volcanique de 8, ils correspondent à des volcans avec d’immenses caldeiras d’effondrement .
indice 8 : Ultra-Plinien supervolcan ,de type apocalyptique, volume de magma éjecté supérieur à 1000 km3
NB: L’indice d’explosivité volcanique ( échelle VEI de l’anglais Volcanic Explosivity Index ) fut inventé en 1982 par Chris Newhall ( USGS) et par Steve Self(Université d’Hawaii) pour établir une mesure relative de l’explosivité des éruptions volcaniques.
Les super-éruptions ?
Les super-éruptions, toutes préhistoriques, donc jamais observées, ne sont connues que par leur dépôts (Yellowstone, Toba, Taupo en Nouvelle-Zélande)…
La plus récente super-éruption répertoriée est celle du Toba à Sumatra il y a 75000 ans

Voir le dossier  volcanisme-paroxysmal-biosphere

Ci dessous vous pouvez écouter la conférence « Le volcanisme paroxysmal et ses interactions avec la biosphère « Droits réservés – © 2015 Pierre Thomas / Olivier Dequincey pour Planet-Terre – ENS Lyon Durée ~ 1h08min

Les éruptions explosives sont comparées ici en volume d’origine du magma (sphères oranges): voir le document sur USGS

Comment se produisent les super-éruptions ?

Des scientifiques français du CNRS ont reproduit les conditions de pression et de température régnant dans la chambre magmatique des supervolcans pour comprendre comment se déclenchent leurs explosions.

Comme il est impossible de percer un trou dans la chambre magmatique d’un supervolcan pour l’étudier directement, les scientifiques ont reproduit en laboratoire les conditions extrêmes de pression et de température au niveau du magma.

supervolcan

@ESRF/Nigel Hawtin Cette impression d’artiste décrit la chambre magmatique d’un supervolcan. La pression résultant des différences de densité entre la roche solide et le magma liquide est suffisante pour fissurer la croûte terrestre dans laquelle pénètre le magma

Ils ont établi que les éruptions des supervolcans peuvent se produire spontanément; une simple augmentation de la pression magmatique résultant des différences de densité entre la roche solide et le magma liquide est suffisante pour fissurer la croûte terrestre sur une distance de 10 km de la chambre magmatique, sans besoin de cause externe (voir le dossier du CNRS).

 

Sanchez-Valle de l’ETH Zurich conclut : « Notre recherche a montré que la pression est suffisante pour que la croûte terrestre se fissure et le magma pénètre dans la croûte, même en l’absence d’eau ou de bulles de dioxyde de carbone. En montant vers la surface, une expansion violente du magma connue pour être à l’origine des explosions volcaniques, peut se mettre en place.»

Les super-éruptions refroidissent l’atmosphère …. Plus de 10 degrés pendant 10 ans …

C’est une éruption de supervolcan, il y a 600 000 ans dans le Wyoming aux Etats-Unis, qui a créé le cratère gigantesque, appelé caldeira, au centre duquel se trouve aujourd’hui le Parc National de Yellowstone.Quand le volcan a explosé, il a éjecté plus de 1000 km3 de cendres et de lave dans l’atmosphère, 100 fois plus que l’éruption du Mt Pinatubo aux Philippines en 1992.

L’éruption du Mt Pinatubo a fait décroître la température du globe de 0,4 degrés pendant plusieurs mois. Pour un supervolcan, la chute de température pourrait être de 10 degrés pendant 10 ans.

Les super-éruptions, heureusement très rares, sont les catastrophes naturelles les plus dramatiques sur Terre, à l’exception des chutes de météorites géantes …

 Selon un rapport de la Société géologique de Londres, en 2005, « même la science-fiction ne peut imaginer un mécanisme crédible qui permettrait d’éviter l’éruption d’un supervolcan. Nous devons cependant essayer de comprendre les mécanismes impliqués dans les super-éruptions et prédire la catastrophe suffisamment à l’avance pour que la société en soit avertie. La préparation est le seul moyen de limiter les effets désastreux d’une super-éruption. »

Les tâches complexes en SVT

Les tâches complexes ?

Les tâches complexes sont des tâches mettant en œuvre une combinaison de plusieurs procédures simples, automatisées, connues . (Extrait du vade-mecum de la compétence 3)

Leur mise en œuvre prend du temps mais elle permet de varier les pratiques pédagogiques et de rendre les élèves acteurs de leur formation.

tâches complexes SVT

Cette pratique pédagogique n’est pas une nouveauté, de nombreux enseignants de SVT l’utilisent depuis longtemps …..

Exemple: En SVT, les séances ne sont pas toujours identiques, on peut alterner :

  • des séquences de recherche (tâches complexes: situations problèmes ouvertes, compétences à acquérir) plaçant l’élève en autonomie…
  • des séquences centrées sur une ou deux capacités précises,  réutilisables par la suite (exercices )
  • des séquences de transmission de connaissances, plus « dirigées » .

NB: Avant chaque séquence, ne pas oublier d’énoncer clairement à l’élève les objectifs à atteindre .

Depuis l’institution du socle commun, cette pratique  pédagogique se généralise …

La tâche complexe nécessite l’élaboration par l’élève d’une stratégie (et non pas de la stratégie experte attendue, elle fait appel à plusieurs ressources.

« Après avoir proposé à l’élève une situation ancrée sur le réel destinée à motiver sa recherche, on lui précise ce qu’il doit faire, de façon ouverte, sans détailler, et ce qu’il doit produire, mais sans lui dire comment s’y prendre ni lui donner de procédure à suivre.
Chaque élève va alors, dans le cadre de sa démarche personnelle de résolution et selon l’ordre qui lui convient, mettre en œuvre un certain nombre de capacités de la compétence 3 du socle commun « …. ( à voir en détail ci-dessous )
Socle c3-vade-mecum janvier 2011

NB: les liens ne sont pas actifs sur ce document; voir le dossier original Eduscol socle-C3 )

Tout d’abord, des précisions sur le socle commun et les compétences à acquérir:

La compétence ?

La compétence peut être définie comme l’aptitude qu’a un élève à utiliser ce qu’il a appris dans de nouvelles circonstances .

Dans le socle commun et dans les textes officiels français ( référentiel 2007), les compétences sont:

  1. des connaissances (savoirs)
  2. des capacités (savoir faire )
  3. des attitudes (savoir être)

D’après Vincent Carette, l’enseignement par compétences peut se caractériser par trois éléments fondamentaux :
1- proposer aux élèves des tâches complexes disciplinaires ou s’inscrire de manière plus transversales dans la vie de tous les jours.
2- Ces situations complexes peuvent être inédites pour éviter que les élèves développent uniquement des pratiques applicationnistes.
3- Toutefois, les situations complexes qui doivent être résolues par les élèves nécessitent la mobilisation de procédures que ces derniers sont censés avoir préalablement construites.(Carette 2008. Les caractéristiques des enseignants efficaces en question. Revue Française de Pédagogie source:Laurent Talbot, maître de conférences  version développée )

Le socle commun ?

  •   » Maitriser le socle commun, c’est être capable  de mobiliser ses acquis dans des tâches et des situations complexes à l’école puis dans sa vie; c’est être en mesure de comprendre les grands défis de l’humanité, la diversité des cultures et l’universalité des droits de l’homme, la nécessité du développement et les exigences de la protection de la planète.
    Le socle commun s’organise en sept compétences.
    .. »
    (voir la suite / Décret n° 2006-830 du 11/7/2006)

Compétence 1 – La maîtrise de la langue française

Compétence 2 – La pratique d’une langue vivante étrangère 

Compétence 3 – Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

Compétence 4 – La maîtrise des techniques usuelles de l’information et de la communication

Compétence 5 – La culture humaniste

Compétence 6 – Les compétences sociales et civiques

Compétence 7 – L’autonomie et l’initiative

  • La compétence 3 du socle ?

 » Il s’agit de donner aux élèves la culture scientifique nécessaire à une représentation cohérente du monde et à la compréhension de leur environnement quotidien ; ils doivent saisir que la complexité peut être exprimée par des lois fondamentales. »

La principale démarche en SVT, la démarche d’investigation, ne fait pas explicitement référence à la notion de tâche complexe ; elle s’ancre dans le questionnement des élèves sur le monde réel et s’intègre  donc dans les tâches complexes

La démarche d’investigation ?

 John Dewey (XXéme siècle), l’inventeur de la « pédagogie moderne »,  préconisait que toute leçon devait être une réponse au questionnement de l’enfant qui construit son savoir dans un processus dynamique.

John DeweyJohn  Dewey,source CNDP

Un siècle plus tard, la démarche d’investigation reprend cette démarche pédagogique en l’appliquant plus particulièrement au domaine
scientifique ….

« En un temps où l’on se réclame de la pédagogie du projet, qu’il s’agisse des projets d’établissements scolaires, des projets d’action éducative, des projets pédagogiques de toute espèce, la référence à l’oeuvre de Dewey devrait être constante. Or, elle reste bien trop oubliée. L’oeuvre de Dewey reste importante. Elle a le mérite de poser des problèmes et des questions d’une actualité incontestable. »

          Marie-France Blanquet,CNDP:John Dewey : philosophe américain de l’éducation

En SVT,  la démarche d’investigation est courante et conforme aux représentations habituelles de cette discipline : « une éducation scientifique complète se doit de faire prendre conscience aux élèves à la fois de la proximité de ces démarches (résolution de problèmes, formulation respectivement d’hypothèses explicatives et de conjectures) et des particularités de chacune d’entre elles, notamment en ce qui concerne la validation, par l’expérimentation d’un côté, par la démonstration de l’autre. » source Programme SVT Bulletin officiel spécial n° 6 du 28 août 2008 _

Programme SVT

  1. voir le document complet du CNDP sur la démarche d’investigation
  2. l’animation du CEA 
  3. le diaporama démarche d’investigation

 Quelques pistes de tâches complexes en SVT :

Académie de Créteil:

Niveaux

Tâches complexes

Sixième

Cinquième

Quatrième

Troisième

– Académie de Grenoble ici ,Académie de Rennes ici: banque-séquences-SVT,  Académie de Dijon, Académie de Strasbourg, Académie de Clermont, Académie de Rouen

Un site complet pour comprendre la mise en œuvre des tâches complexes en SVT, une production de l’académie de Toulouse :

taches complexes.source

 Lors de la mise en œuvre des tâches complexes, le professeur  doit se positionner comme un tuteur, une personne ressource.

« Tu me dis, j’oublie. Tu m’enseignes, je me souviens. Tu m’impliques,
j’apprends » : Benjamin Franklin

SVT : Dérive des continents et tectonique des plaques

L’hypothèse de la dérive des continents  fut présentée par Alfred Wegener en janvier 1912,  elle bouleverse la vision de la Terre : elle défend l’idée essentielle du mobilisme :elle  explique que les continents se cassent, dérivent sur des milliers de kilomètres, et entrent en collision.  Elle reposait sur l’observation des continents, faute d’un mécanisme explicatif satisfaisant ; cette théorie  bousculait de nombreuses idées établies, Alfred Wegener ne réussit pas à faire reconnaître son point de vue .

File:Wegener 1912.gifAlfred Wegener

La théorie de la tectonique des plaques a vu le jour à la fin des années 1960 : Elle reprend les conceptions mobilistes de Wegener,  les développe et leur fournit une assise théorique solide en s’appuyant sur l’hypothèse alors toute récente de l’expansion des fonds océaniques.

Voici quelques documents pour bien comprendre ce sujet :

 

http://www.dailymotion.com/video/x3melf http://www.dailymotion.com/video/x3mfiw http://www.dailymotion.com/video/x3mfi3
  • L’université de tous les savoirs : De la dérive des continents à la Tectonique des plaques par Xavier Le Pichon

SVT / Des traces d’anciens séismes découverts en Himalaya …

Des géologues  ( impliquant le  CEA et le CNRS ) ont découvert des traces de séismes anciens en Himalaya….Ainsi on pourra mieux comprendre les séismes dans cette région du globe  et par conséquence améliorer leur  prévention …..Les articles sont disponibles sur les sites ( CEA et CNRS ).

Tout d’abord rappelons le contexte  géologique de l’Himalaya :

 – La Terre est découpée en plaques, elles sont animées de mouvements et peuvent se rapprocher, s’éloigner ….Pour plus d’informations, allez lire mon cours : La tectonique des plaques

 

Image de prévisualisation YouTube

Le rapprochement des   plaques engendre des fermetures d’océans et  aboutit à la formation de chaînes de montagnes.

voir l’animation : la  formation de Himalaya

 Il y a 120-130 millions d’années, la plaque lithosphérique indienne a commencé à migrer vers le nord en direction de la plaque eurasiatique; à l’issue de leur collision  l’Himalaya s’est formé . .C’est  la plus haute chaîne de montagnes du monde (l’Everest culmine à 8848 m ) , elle est située entre l’Inde et l’Eurasie ..

Chaîne de montagne à une limite de plaque : Himalaya (Collision)Source http://sig-en-svt.ovh.org/presentation_sig-en-svt.htm

Les séismes sont fréquents dans les zones de collision des plaques, ils résultent de cassures des roches en profondeur  : des failles se forment , elles sont quelquefois visibles en surface .

les failles de l’Himalaya n’étaient pas   visibles en surface car l’érosion y est très importante  :après avoir repéré des anomalies dans le paysage sur des photos   par satellite,  ils ont donc creusé des tranchées dans cette zone ( voir la photo montrant la faille et la zone prospectée  et celle d’ une tranchée en détail )

« Nous avons ici deux événements sur une même faille séparés de 679 ans, précise Laurent Bollinger. Cela ne nous permet pas de dire en quelle année aura lieu un tremblement de terre aussi puissant, mais on a un ordre de grandeur. »

sources partielles : CEA, CNRS , la Recherche