Sciences de la vie et de la Terre · 4ème · La dynamique interne de la Terre · 1er Trimestre

Divergence: dorsales et rifts

Les élèves étudient les zones de divergence, la formation de nouvelle croûte océanique et les phénomènes géologiques associés.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 4 - La planète Terre, l'environnement et l'action humaine
• MEN: Cycle 4 - Expliquer les paysages à partir de la dynamique interne

À propos de ce thème

Les zones de divergence constituent les lieux où les plaques s'écartent, générant de la nouvelle croûte océanique. Au niveau des dorsales médio-océaniques, le magma basaltique remonte du manteau, se solidifie et forme un nouveau plancher océanique de part et d'autre de l'axe. Ce processus, appelé accrétion océanique, est responsable de l'expansion des fonds marins. Les rifts continentaux (comme le Rift Est-Africain) représentent un stade précoce de la divergence.

Le programme de 4ème demande aux élèves de relier les observations de surface (volcans sous-marins, sources hydrothermales, sismicité diffuse) aux processus profonds (remontée de matériel mantellique). L'étude des bandes magnétiques symétriques de part et d'autre des dorsales fournit une preuve élégante de l'expansion. Les approches actives, comme la modélisation de l'accrétion ou l'analyse de cartes bathymétriques, permettent de visualiser ce processus lent mais continu.

Questions clés

1. Expliquez le processus de formation des dorsales océaniques.
2. Comparez les caractéristiques géologiques d'un rift continental et d'une dorsale océanique.
3. Analysez l'impact de l'expansion océanique sur la dérive des continents.

Objectifs d'apprentissage

• Expliquer le mécanisme de la remontée du magma et de la formation de la croûte océanique aux dorsales.
• Comparer les caractéristiques géologiques des zones de rift continental et des dorsales océaniques.
• Analyser la relation entre l'expansion des fonds océaniques et le mouvement des plaques lithosphériques.
• Identifier les preuves géophysiques (magnétisme des roches, sismicité) de la divergence aux dorsales.

Avant de commencer

La structure de la Terre

Pourquoi : Les élèves doivent connaître les différentes couches internes de la Terre (croûte, manteau, noyau) pour comprendre d'où provient le magma.

Les mouvements des plaques lithosphériques

Pourquoi : Une compréhension de base des plaques tectoniques et de leurs mouvements est nécessaire pour aborder les zones de divergence.

Vocabulaire clé

Dorsale médio-océanique	Chaîne de montagnes sous-marine où la croûte terrestre s'écarte, permettant la formation de nouvelle croûte océanique par remontée de magma.
Rift continental	Zone de fracture continentale où la lithosphère s'amincit et s'affaisse, annonçant potentiellement la formation d'un nouvel océan.
Accrétion océanique	Processus de formation de nouvelle croûte océanique au niveau des dorsales, par solidification du magma remontant du manteau.
Expansion des fonds océaniques	Éloignement progressif des deux côtés d'une dorsale océanique, créant de l'espace pour la formation de nouvelle croûte.
Bandes magnétiques	Motifs d'aimantation symétriques enregistrés dans les roches du plancher océanique, prouvant l'expansion et inversions du champ magnétique terrestre.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Les dorsales sont des chaînes de montagnes comme les Alpes.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Les dorsales sont des reliefs sous-marins formés par la remontée de magma, pas par la compression. Elles marquent des zones d'extension où la croûte se crée, contrairement aux chaînes de collision où la croûte se déforme. La comparaison de profils topographiques sous-marins et terrestres aide à clarifier cette différence.

Idée reçue courante

Le rift est-africain va former un océan demain.

Ce qu'il faut enseigner à la place

La formation d'un océan à partir d'un rift est un processus qui prend des dizaines de millions d'années. Le Rift Est-Africain illustre les premiers stades de la divergence. Travailler sur les échelles de temps géologiques aide les élèves à situer ce phénomène dans sa durée réelle.

Idée reçue courante

La dorsale produit de la lave en permanence sur toute sa longueur.

Ce qu'il faut enseigner à la place

L'activité volcanique des dorsales est discontinue dans le temps et dans l'espace. Elle se concentre au niveau de segments actifs séparés par des failles transformantes. L'analyse de cartes de répartition du volcanisme sous-marin permet de nuancer cette vision.

Idées d'apprentissage actif

Modélisation : L'accrétion en papier

Les élèves découpent des bandes de papier de couleurs alternées (représentant les inversions magnétiques) qu'ils font sortir d'une fente dans une table. En tirant les bandes de chaque côté, ils simulent la formation symétrique du plancher océanique et datent les bandes selon leur distance de l'axe.

40 min·Binômes

Analyse cartographique : La bathymétrie des fonds océaniques

À partir de cartes bathymétriques de l'Atlantique, les élèves identifient la dorsale médio-atlantique, mesurent l'âge du plancher océanique à différentes distances et calculent la vitesse d'expansion. Ils comparent les résultats de différentes sections de la dorsale.

50 min·Petits groupes

Progettazione: Rift continental vs dorsale océanique

Deux groupes reçoivent des dossiers documentaires sur le Rift Est-Africain et la dorsale médio-atlantique. Ils identifient les points communs (extension, volcanisme, sismicité) et les différences (stade d'évolution, type de croûte), puis présentent un tableau comparatif à la classe.

45 min·Petits groupes

Liens avec le monde réel

• Les géologues étudient les dorsales océaniques, comme la dorsale médio-atlantique, pour comprendre la tectonique des plaques et l'origine des ressources minérales sous-marines.
• L'étude des rifts continentaux, tel le rift Est-Africain, permet aux géophysiciens d'anticiper les risques sismiques et volcaniques dans des régions habitées et de prévoir l'évolution géologique future.

Idées d'évaluation

Billet de sortie

Sur une carte vierge du monde, demandez aux élèves de localiser et nommer une dorsale océanique et un rift continental. Ils doivent ensuite écrire une phrase expliquant le phénomène géologique principal qui se produit dans chaque zone.

Vérification rapide

Présentez aux élèves une série de schémas illustrant différentes étapes de la formation de la croûte océanique. Demandez-leur de les classer dans l'ordre chronologique et d'expliquer brièvement ce que chaque schéma représente.

Question de discussion

Posez la question : 'Comment les bandes magnétiques des roches du plancher océanique nous renseignent-elles sur l'histoire de la Terre ?' Encouragez les élèves à utiliser le vocabulaire clé pour construire leur réponse.

Questions fréquentes

Comment se forme la nouvelle croûte océanique ?

Au niveau des dorsales, la divergence des plaques provoque une décompression du manteau. Cette décompression entraîne la fusion partielle de la péridotite mantellique. Le magma basaltique ainsi produit remonte, se solidifie au contact de l'eau froide et forme un nouveau plancher océanique.

Qu'est-ce que les bandes d'anomalies magnétiques ?

En se refroidissant, les roches basaltiques enregistrent la direction du champ magnétique terrestre de l'époque. Comme ce champ s'inverse périodiquement, des bandes de polarité alternée se forment symétriquement de part et d'autre de la dorsale, créant un véritable enregistrement chronologique.

Pourquoi le Rift Est-Africain intéresse-t-il les géologues ?

Ce rift est l'un des rares exemples observables de déchirure continentale en cours. Il permet d'étudier les premiers stades d'un processus qui, dans des millions d'années, pourrait créer un nouvel océan séparant l'Afrique de l'Est du reste du continent.

En quoi la modélisation de l'accrétion aide-t-elle les élèves ?

L'accrétion océanique est un processus invisible (sous-marin, très lent). En tirant des bandes de papier depuis une fente, les élèves voient naître la symétrie des fonds océaniques sous leurs yeux. Cette manipulation transforme un concept géologique abstrait en une expérience visuelle et tactile que les élèves retiennent durablement.