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312 MODULE D La chaleur dans l’environnement

Cette belle image de l’ouragan Katrina, vu de l’espace, ne montre pas les dégâts qu’il a causés sur Terre.

11.0 La chaleur joue un rôle important dans la nature

11122_ModD-ch11.qxd 3/18/09 6:20 PM Page 312

313

Ce que tu vas apprendre

Dans ce chapitre, tu vas :

• identifier les couches de l’atmosphère terrestre ;

• décrire les effets de l’énergie de rayonnementsur les grandes étendues d’eau et de terre ;

• expliquer la relation qui existe entre la chaleur, lecycle de l’eau et les phénomènes météorologiques.

Pourquoi est-ce important ?

Les événements naturels ont un effet sur la viedes gens. Mieux connaître la structure de la Terre etles processus environnementaux t’aidera àcomprendre les événements et les changementsqui influent sur ta vie et sur celle des membres deta famille et de ta communauté.

Les habiletés à utiliser

Dans ce chapitre, tu vas :

• utiliser le matériel et les outils adéquats ;

• collecter et organiser des données ;

• analyser des tendances et présenter des résultats.

La chaleur joue un rôle important dans la nature 313

Poser des questionsPoser des questions avant de commencer à liredonne un but à la lecture et permet de mieuxcomprendre le texte. Parcours les images, lesdiagrammes et les encadrés de résumé de cechapitre pour te faire une idée des sujets, commela chaleur et les phénomènes météorologiques,qui y sont traités. Prends note des questions quetu te poses sur ces sujets. Passe en revue tesquestions en cours de lecture pour noter lesréponses que le texte y apporte.

Mots clés• atmosphère • cycle de l’eau• courant océanique • vent• volcan • cycle des roches

(ou cycle géologique)

Avant la lecture



11.0 Mise en contexte

Le 2 août 2006 est une journée dont un grand nombred’Ontariennes et d’Ontariens se souviendront longtemps. Ce

jour-là, des orages violents et des vents furieux ont frappé unegrande partie de l’Ontario, provoquant des inondations et descoupures de courant. Ces conditions météorologiques spectacu-laires suivaient trois jours de chaleur et d’humidité extrêmes dansle sud et le centre de l’Ontario. Des arbres ont été déracinés (figure 1.1) et des lignes électriques renversées, causant descoupures de courant de Toronto à Bracebridge dans le nord et àTweed dans l’est. Environ 150000 personnes ont été touchées. Ila fallu plusieurs jours pour rétablir le courant dans toutes lesmaisons et les entreprises.

Minden a été la zone la plus touchée par l’orage, mais Tweed,Barrie, Orillia, Huntsville, Newmarket, Peterborough, Kingston,Walkerton, Simcoe, Guelph et Orangeville ont également étébalayées par des vents atteignant 120 km/h (figure 11.2). Une tornade a été signalée en milieu d’après-midi près des auto-routes 401 et 6.

Figure 11.1 Les orages violentspeuvent endommager considé-rablement les systèmes naturelset mécaniques.


Tu te demandes peut-être ce qui cause de telsorages. Les scientifiques qui étudient l’effet de lachaleur sur l’atmosphère se posent égalementcette question. En effet, la chaleur est un élémentimportant de l’environnement et peut influer surle temps qu’il fait.

Les gens produisent et utilisent une grandequantité de chaleur au cours de leurs activités. Laproduction de chaleur rejette divers polluantschimiques dans l’environnement. La populationcanadienne fait partie de toutes celles qui, dans lemonde entier, s’inquiètent de l’effet de ces pol-luants sur l’environnement, sur leur santé et celledes autres organismes vivants.

315La chaleur joue un rôle important dans la nature

D22 Laboratoire

Le Soleil influe sur les systèmes naturels de la Terre,y compris le cycle de l’eau et le temps qu’il fait. Unmodèle est un dispositif, un objet ou une idée quisert à expliquer ou à visualiser quelque chose quiest difficile à voir. Dans cette activité, tu vas créer unmodèle pour montrer le rôle que joue la chaleurdans le cycle de l’eau.

ObjectifCréer un modèle du cycle terrestre de l’eau

Démarche1. Place le bécher d’eau sur la plaque chauffante ou

remplis et branche la bouilloire.

2. Mets les cubes de glace dans le moule à gâteau.Attends quelques minutes.

3. Quand l’eau bout, tiens le moule à gâteau froidavec les mitaines isolantes au-dessus du bécher.

4. Observe la face inférieure du moule à gâteau.

Questions5. Décris ce que tu as observé sur la face inférieure

du moule à gâteau quand tu le tenais au-dessusde l’eau bouillante.

6. Dessine un diagramme annoté pour représenterle matériel ainsi que les résultats que tu asobservés.

Le cycle de l’eau et de la chaleur

Figure 11.2 L’orage d’août 2006 a frappé une vaste zone dusud et de l’est de l’Ontario.

Figure 11.3 Installation pour l’expérience.

ATTENTION : La vapeur d’eau est très chaude. Portedes mitaines isolantes. Ne laisse pas ta peau entrer encontact avec la vapeur.

Orillia

Barrie

ÉTATS-UNIS

Walkerton

Huntsville

Bracebridge

Minden

Newmarket

Guelph

Simcoe

Orangeville

ONTARIO

Kingston

Toronto

Peterborough

Tweed

LakeSimcoe Kawartha

Lakes

Baie Georgienne

Lac Ontario

Lac Érié0 50 100 km

N

Matériel■ plaque chauffante et bécher (ou bouilloire)■ eau ■ cubes de glace■ moule à gâteau ■ mitaines isolantes


Prends une grande inspiration puis expire. Pendant que tu lis cespages, tu respires facilement. Tu te rends probablement compte quetu ne peux pas faire cela n’importe où ; tu dois en effet te trouverdans un endroit où il y a de l’air propre.

As-tu déjà réfléchi à ce que tu respires et à ce qui t’entoure ?Cela s’appelle l’atmosphère terrestre : la couche de gaz quientoure la Terre. Que tu lises ces pages à l’école, chez toi ou ailleurs,partout l’atmosphère t’enveloppe.

Elle comprend l’air dont les êtres humains ont besoin pourvivre. Elle contient également un mélange d’impuretés, de pous-sière et d’autres substances, dont certaines proviennent de l’acti-vité humaine. Elles sont rejetées dans l’air sous forme de pollution.Quand tu respires, tu inspires dans tes poumons de l’air et unmélange d’autres substances. L’un des gaz présents dans l’air,l’oxygène, est le gaz dont les animaux (toi y compris) ont besoinpour vivre.


La chaleur influe sur l’air qui nous entoure11.1Voici un résumé de ce que tu apprendras dans cette section :

• Les activités humaines dépendent de l’atmosphère.

• L’atmosphère est constituée de plusieurs couches ; les êtres humains vivent dans la troposphère.

• Le temps qu’il fait dépend des transferts de chaleur provenant du Soleil.

D23 Point de départ

La figure 11.4 montre des gens dont larespiration se fait dans des conditions par-ticulières. Individuellement ou en équipede deux, donne un titre à chacune de cesphotographies. Fournis brièvement desinformations sur ce qu’elles décrivent.Mentionne toute expérience personnelleliée à ces activités.

Reprendre son souffle

Habiletés A C

Figure 11.4 Les êtres humains ont besoin d’airdans toutes ces situations.

a)b) c)

d)h)

g)

i)

f)

e)


Les couches d’airQue tu te trouves à la surface de la Terre ou au-dessus d’un océan,le mélange de gaz constituant l’atmosphère terrestre t’enveloppe.Les êtres humains vivent dans la couche inférieure de l’atmos-phère. Bien sûr, de nombreux types d’oiseaux, tels que les fau-cons pèlerins, et d’autres animaux qui vivent dans les arbrespassent une partie de leur temps dans une atmosphère plus élevéeque celle où vivent les êtres humains. Les arbres comme le pinblanc (figure 11.5) s’élèvent à plusieurs mètres dans l’atmosphère.

Les conditions atmosphériques, y compris la pluie, le vent etla température, influent sur la vie humaine. Pense aux orages etaux blizzards. Pense également aux journées ensoleillées passéesprès d’un lac et aux plantes qui poussent au printemps. Tous cesexemples te montrent que les changements qui se produisent à lasurface de la Terre sont importants ; tant d’un point de vuescientifique, que dans notre vie quotidienne.

Les scientifiques qui étudient l’atmosphère la divisent en cinqcouches principales, selon les variations de température à mesureque l’on s’élève au-dessus de la surface de la Terre (figure 11.6 dela page suivante) :

• la troposphère : de 0 à 20 km

• la stratosphère : de 20 à 50 km

• la mésosphère : de 50 à 85 km

• la thermosphère : de 85 à 690 km

• l’exosphère : de 690 à 10 000 km


Figure 11.5 Le pin blanc est l’arbreemblématique de l’Ontario. Il est leplus grand arbre de l’est del’Amérique du Nord. Le record dehauteur de cette espèce est de plusde 60 m.

D24 Pendant la lecture

Quand les lectrices et les lecteurs se posent desquestions et cherchent les réponses dans le textequ’ils lisent, ils interagissent avec celui-ci d’unemanière significative. Voici divers types de questionsqu’ils peuvent alors se poser :

• Des questions littérales ou dans le texte ; lesréponses se trouvent dans le texte.

• Des questions déductives ou entre les lignes ; lalectrice ou le lecteur interprète l’information dutexte en utilisant ses connaissances contex-tuelles pour trouver les réponses.

• Des questions d’évaluation ou au-delà du texte ;les réponses peuvent ne pas se trouver dansle texte. Il faut alors que la lectrice ou le lecteurutilise ses connaissances contextuelles et sesexpériences personnelles pour les trouver.

Passe de nouveau en revue tes questions du débutde ce chapitre. Sers-toi de l’information ci-dessuspour déterminer si elles sont des questions littérales,déductives ou d’évaluation. Où trouveras-tu laréponse à chacune de tes questions ?

Types de questions


La troposphèreLes êtres humains vivent dans la couche inférieure de l’atmos-phère terrestre, c’est-à-dire la troposphère. Pratiquement toutesles activités humaines, y compris les voyages en avion, ont lieudans cette couche. Des variations constantes s’y produisent. En fait,c’est là où les phénomènes météorologiques ont lieu. Quels sontces phénomènes météorologiques ? Il s’agit des conditions del’atmosphère à un moment donné, en un endroit donné. L’étudede ces conditions et tendances atmosphériques, c’est-à-dire dutemps qu’il fait, s’appelle la météorologie.


La mésosphère (de 50 à 85 km)La plupart des météores venant de

l’espace brûlent dans la mésosphère, y laissant des traces étincelantes que

l’on appelle étoiles filantes.

La stratosphère (de 20 à 50 km)La couche d’ozone de la stratosphère nous protège des rayons ultraviolets (UV).

La thermosphère (de 85 à 690 km)La thermosphère s’appelle également haute atmosphère. La Station spatiale internationale y est en orbite à une altitude moyenne de 340 km au-dessus de la surface de la Terre.

L’exosphère(de 690 à 10 000 km)Dans l’exosphère, de petites particules se déplaçant rapidement peuvent s’échapper dans l’espace. Les satellites placés en orbite autour de la Terre se trouvent dans cette couche.

La troposphère (de 0 à 20 km)Presque tous les phénomènes

météorologiques ont lieu dans la troposphère. La température y

diminue en fonction de l’altitude.

690 km

500 km

400 km

600 km

300 km

200 km

100 km85 km

50 km

20 km

Les couches de l’atmosphèreL’atmosphère est divisée en cinq couches à partir de la surface de la Terre : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l’exosphère.

L’ IMPORTANCE DES MOTS

Troposphère : Le mot troposphère estconstitué de la racine «tropo» (change-ment, variation) et de « sphère » (circu-laire).

Météorologie : Le mot météorologievient d’un mot grec signifiant « discus-sion» au sujet de ce qui se produit dansle ciel.

Figure 11.6 L’atmosphère est divi-sée en cinq couches à partir de lasurface de la Terre: la troposphère, lastratosphère, la mésosphère, la ther-mosphère et l’exosphère. Ces don-nées proviennent de la NOAA(Administration nationale des océanset de l’atmosphère) du Départementdu commerce des États-Unis.


Les scientifiques savent beaucoupd’autres choses sur l’atmosphère ter-restre. Fais une petite recherche pouren apprendre davantage.

Pour aller Plus loin

Le transfert de chaleur et les conditionsmétéorologiques de la TerreQu’est-ce qui provoque les changements météorologiques ? Pourrépondre à cette question, il faut non seulement considérer laTerre, mais également la source de la majeure partie de l’énergieterrestre : le Soleil. L’énergie solaire qui atteint la Terre contribueà la variation des phénomènes atmosphériques de la planète etinflue sur le temps qu’il fait dans ta région.

Bien que le Soleil ne soit qu’une étoile de taille moyenne, il pro-duit une immense quantité d’énergie. Seule une petite fractionde cette énergie nous atteint. Elle représente tout de même plus de 6000 fois la quantité d’énergie utilisée par toute la populationterrestre en une journée. Que devient cette énergie ? Observe lafigure 11.7 pour le découvrir.


D25 Fais le point !

Reproduis le tableau à deux colonnes ci-contre(tableau 11.1) dans ton cahier. Reporte-toi à la figure 11.7 pour le remplir. Résume ce que devientl’énergie qui atteint la Terre.

Tableau 11.1 L’énergie solaire qui atteint la Terre

Réflexion sur le Soleil

Figure 11.7 Les scientifiques esti-ment que moins d’un milliardièmede la production énergétique totaledu Soleil atteint la Terre chaque jour.Cette infime portion représentetoutefois une immense quantitéd’énergie.

Soleil

20 % de l’énergie solaire sont absorbés par la poussière, la vapeur d’eau et les gouttes d’eau de l’atmosphère.

30 % de l’énergie solaire sont reflétés vers l’espace par l’atmosphère.

46 % de l’énergie solaire sont absorbés par l’eau et les continents.

4 % de l’énergie solaire sont reflétés par l’eau et les continents.

Que devient Pourcentage del’énergie solaire? l’énergie solaire



D26 Activité synthèse

D’étranges bougiesL’air contient un mélange de gaz, dont l’oxygène.Pendant combien de temps une bougie peut-ellerester allumée dans un récipient fermé? Quel est lelien entre la taille du récipient et le temps durantlequel la mèche brûlera ?

Dans cette activité, tu vas utiliser plusieurs bé-chers pour observer l’effet du réchauffement dedivers volumes d’air contenus dans des béchers dediverses tailles.

QuestionPendant combien de temps une bougie peut-ellerester allumée sous des béchers de diverses tailles ?

HypothèseTrouve de quelle façon la taille des béchers peut in-fluer sur le temps durant lequel la mèche brûlera.Prends note de ta réponse.

Démarche1. Reproduis le tableau 11.2 dans ton cahier.

2. Place un petit morceau de pâte à modeler aucentre de l’assiette à tarte.

3. Place la bougie debout sur la pâte à modeler.

4. Remplis l’assiette d’eau.

5. Ton enseignante ou ton enseignant allumera labougie.

6. Démarre le chronomètre quand tu places le pluspetit bécher au-dessus de la bougie. Observeattentivement le bec du bécher et note tes obser-vations.

7. Quand la bougie s’éteint, note le temps, en mi-nutes et en secondes, dans ton tableau.

8. Sers-toi d’une mitaine isolante pour retirer lebécher de l’assiette. Ne fais pas tomber d’eau surla bougie.

9. Répète les étapes 5 à 8 en remplaçant le petitbécher par le bécher moyen.

10. Répète les étapes 5 à 8 en utilisant le plus grandbécher.

Tableau 11.2 L’importance de la taille du bécher.

Analyse et interprétation11. Compare les trois résultats que tu as inscrits

dans ton tableau. Prends note de cette compa-raison.

12. Pourquoi devais-tu commencer cette activité enmettant de l’eau dans l’assiette ?

Développement des habiletés13. Prédis pendant combien de temps la bougie

brûlerait sous un bécher qui serait deux fois plusgrand que le grand bécher utilisé à l’étape 10.

Pour conclure14. Quel est l’effet de la taille d’un bécher sur la

durée de la flamme d’une bougie ?

HABILETÉS À UTILISER■ Collecter et organiser des données■ Analyser des tendances

Boîte à outils 2

Figure 11.8 Installation pour l’expérience.Matériel■ assiette à tarte ■ pâte à modeler■ petite bougie ■ eau■ allumettes ■ montre ou chronomètre■ béchers de diverses tailles■ mitaines isolantes

ATTENTION: Ne touche pas le bécher chaud une fois labougie éteinte.

Durée de Taille du la flamme bécher (ml) (min et s)petit bécherbécher moyengrand bécher



D’abord, tu as appris ce que devient l’énergie so-laire qui atteint la Terre. Ensuite, tu as découvert quel’activité humaine rejette dans l’air des gaz et depetites particules qui peuvent emprisonner la chaleuret réchauffer l’atmosphère. Conçois un schéma deconséquences de ce phénomène ayant commequestion centrale «Quelles sont les conséquences de

l’ajout de gaz et d’autres substances à l’atmosphèreterrestre par les êtres humains ? » Dans le premierniveau de ton schéma, inscris les conséquencesnégatives et positives possibles de ces ajouts. Lesdeuxième et troisième niveaux de ton schéma don-neront d’autres informations sur chaque conséquencepositive ou négative.

Cartographier l’atmosphère

Révise les concepts clés1. Définis le mot atmosphère dans tes mots.

2. Nomme deux endroits où les humains ontbesoin d’une aide technologique pourrespirer.

3. Place dans le bon ordre les cinq couches del’atmosphère, de la surface terrestre enmontant.

4. Dans quelle couche atmosphérique ontlieu la plupart des activités humaines ?

5. Quel pourcentage de l’énergie solaire at-teignant la Terre est absorbé par l’eau etles continents ?

Fais des liens6. Un ami te dit : « L’atmosphère, c’est juste

de l’air. » Es-tu en accord avec son affir-mation ? Justifie ta réponse.

7. Invente une phrase mnémotechniquepour te souvenir des cinq couches atmos-phériques en utilisant les lettres T — S —M — T — E.

8. Le mot atmosphère vient d’«atmo» (vapeur,fumée) et « sphère» (circulaire). Pourquoiest-ce un nom adéquat pour désigner lacouche d’air qui nous entoure ?

9. Une comparaison est une phrase quicontient le mot comme. Écris des phrasesqui comparent certains éléments de ta vieaux couches atmosphériques. Reporte-toi àla description de l’atmosphère qui estfournie dans cette section. Commence tesphrases comme suit : « L’atmosphère estcomme …, car …»

10. Les scientifiques estiment que moins d’unmilliardième de la production totale d’éner-gie solaire atteint chaque jour la Terre.Selon toi, que devient le reste de cette éner-gie? (Conseil : Pense à la taille de la Terre.)

Utilise tes habiletés11. Trace un diagramme à bandes pour repré-

senter les données de l’énergie solaire dela figure 11.7. Utilise du papier quadrillé,une règle et des crayons de couleur.

12. Crée une petite affiche utilisant ta phrasemnémotechnique de la question 7. Sur tonaffiche, place cette phrase ainsi que lesnoms des cinq couches atmosphériquescorrespondantes. Ajoute une illustrationcolorée de chaque couche. Trouve un titreoriginal et créatif pour ton affiche.

11.1 VÉRIFIE et RÉFLÉCHIS

S TS ED27 Réflexion sur les sciences et l’environnement


L’air et l’eau sont des ressources précieuses dont les êtres humainsont besoin et qu’ils utilisent tous les jours. La santé de ta familleet le succès de nombreuses entreprises dépendent de ces ressourcesnaturelles fondamentales. Leur utilisation ou leur gaspillage peutmême avoir un impact sur les gens et les activités humaines quise passent loin de nous. Tout comme l’air, l’eau sur Terre est uneressource commune. Réfléchis à ton utilisation quotidienne del’eau. La liste est longue, car ta survie en dépend.

L’eau est importante pour les exploitations agricoles du mondeentier (figure 11.9). Une ferme ne peut fonctionner sans eau pourles cultures et les animaux. Jadis, les gens qui travaillaient dans lesfermes étaient peut-être moins attentifs à la quantité d’eau qu’ilsutilisaient. Aujourd’hui, grâce à des technologies comme lesordinateurs et les satellites, les agricultrices et les agriculteurspeuvent surveiller et contrôler attentivement la consommationd’eau de leur exploitation. De plus, les nouvelles techniques agri-coles permettent de doser la quantité d’eau qui est nécessaire pourfaire pousser les récoltes.

L’eau utilisée en Ontario et partout sur Terre dépend du cyclede l’eau, c’est-à-dire du mouvement naturel de l’eau entre lasurface de la Terre et l’atmosphère. La manière dont les populationsagricoles utilisent et recyclent l’eau influe sur la quantité d’eauqui pénètre dans le sol, qui s’écoule à la surface et qui s’évapore desterres.


L’effet de la chaleur sur l’eau11.2Voici un résumé de ce que tu apprendras dans cette section :

• Dans la nature, l’eau se déplace continuellement et change constamment d’état.

• La chaleur crée le cycle de l’eau et influe sur les conditions atmosphériques.

• Le cycle de l’eau et les courants océaniques reposent sur le phénomène de la convection.


Il est temps de rédiger rapidement quelques lignes. Prends un stylo ou un crayon. Note le titre de cette activité, puis écris sans t’arrêter pendant deux minutes ouplus. Le sujet est : « De quelle manière est-ce que je dépends de l’eau ? » À vos marques ! Prêts ? Écrivez.

L’eau merveilleuse

Habiletés A C

Figure 11.9 L’eau est un élémentimportant pour les exploitationsagricoles.


Le flux de chaleur dans le cycle de l’eauL’énergie solaire est directement responsable de trois systèmesnaturels importants qui influent sur la vie terrestre : le cycle del’eau, les phénomènes météorologiques et les courants océaniques.Réfléchis au cycle de l’eau. Tu as vu qu’ajouter de la chaleur àl’eau en la portant à ébullition la fait passer de l’état liquide à l’état gazeux. Il n’est toutefois pas nécessaire de faire bouillir l’eaupour que l’évaporation se produise. Ajouter une plus petite quan-tité de chaleur engendre le même résultat, mais plus lentement.La figure 11.10 illustre ce phénomène.

L’eau d’une flaque disparaît lentement, même par temps cou-vert. En fait, elle s’évapore, donc se transforme en vapeur d’eau in-visible. En revanche, quand la vapeur chaude entre en contact avecune surface froide, elle se condense, se transformant en eau liquidequi peut recouvrir la surface ou s’en égoutter (figure 11.11).

Ce phénomène dévoile un cycle, c’est-à-dire un mouvementcontinu de matière dans la nature. La buée sur le miroir de la sallede bains est la version domestique d’une partie du cycle terrestrede l’eau, c’est-à-dire le mouvement continu de l’eau entre la sur-face terrestre et l’atmosphère (figure 11.12).

L’eau en suspension dans l’atmosphère n’est pas toujours vi-sible. Plus on s’éloigne de la Terre en altitude, plus la tempéra-ture se refroidit. En refroidissant, les gouttes d’eau se rassemblentet grossissent jusqu’à former un nuage visible. À mesure que lesgouttes grossissent, elles deviennent plus lourdes et tombent sousforme de pluie ou de précipitations.

Les flaques d’eau s’évaporent sous l’effet de la chaleur. Quandla température baisse, cette eau évaporée se condense et formedes nuages. Les gouttes d’eau des nuages tombent sous forme depécipitations. La chaleur joue donc un rôle dans ces deux change-ments d’état :

• l’évaporation (l’eau li-quide de la Terre absorbela chaleur et se transformeen vapeur d’eau) ;

• la condensation (la vapeurd’eau invisible de l’atmos-phère se rafraîchit et se re-transforme en gouttesd’eau qui tombent sousforme de précipitations).

Figure 11.11 La buée est due à lavapeur d’eau qui se condense surun miroir froid.

condensation

précipitations

eau de ruissellement

évaporation

Figure 11.10 Il y a assez de chaleurdans l’air par une journée chaudepour évaporer l’eau d’une flaque.

Figure 11.12 Le cycle de l’eau.



La météorologie et le cycle de l’eauPuisque la Terre est pratiquement une sphère, l’énergie de rayon-nement du Soleil n’atteint pas le sol et les étendues d’eau partoutde la même manière (figure 11.13). Durant l’année, même si laTerre se déplace dans l’espace, le Soleil brille plus directement surles régions qui sont situées près de l’équateur, ce qui réchauffeces régions de façon constante et régulière.

L’Ontario et le reste du Canada se trouvent au nord de l’équateur.Cela signifie qu’au Canada les rayons du Soleil tombent moinsdirectement qu’à l’équateur. La même quantité de chaleur est répar-tie sur une plus grande partie de la surface terrestre. En outre, enhiver, le Canada reçoit beaucoup moins de lumière du Soleil ; cela

explique pourquoi il fait froidet pourquoi il neige dans la ma-jeure partie du pays.

Les différences de tempéra-ture entre les régions prochesde l’équateur et les régionssituées au nord et au sud del’équateur engendrent un mou-vement continu de l’air à lasurface de la Terre. Ce mouve-ment distribue la chaleur duSoleil sur toute la planète. Lemouvement de l’air dans latroposphère s’appelle le vent.


D29 Fais le point !

Reproduis le tableau 11.3 dans ton cahier. Dans lacolonne A, écris les trois questions à se poser. Dansla colonne B, essaie de répondre à ces questions.Après avoir lu la section La météorologie et le cyclede l’eau, remplis la colonne C.

Questions à se poser1. Comment le Soleil brille-t-il sur les diverses par-

ties de la Terre ?

2. À quoi sont dus les courants océaniques ?

3. Quel est l’effet des courants océaniques sur lesespèces qui vivent dans les océans ?

La météorologie et le cycle de l’eau

équateur

rayons du Soleil

rayons du Soleil

rayons du Soleil

rayons du Soleil

rayons du Soleil

Colonne A Colonne B Colonne CQuestions sur la météorologie et le cycle de l’eau Ce que je sais avant la lecture Ce que j’ai appris en lisant

Tableau 11.3 La météorologie et le cycle de l’eau.

Figure 11.13 Près de l’équateur, lesrayons du Soleil sont plus directs etdonc plus puissants durant toutel’année.


Deviens météorologue amateur! Suisles tendances météorologiques cana-diennes. Environnement Canadapublie en ligne des cartes météo desrégions du Canada. Tu peux trouverdes prévisions de cinq jours pour tarégion ainsi que pour l’ensemble duCanada.


Quand l’air d’une région est plus chaud que l’air environnant,il devient moins dense et commence à s’élever, ce qui aspired’autres masses d’air. Un courant de convection s’installe. Pendantla journée, par exemple, la terre se réchauffe davantage que l’eau.L’air au-dessus des terres qui sont proches de grands lacs ou d’unocéan se réchauffe et s’élève. L’air plus froid qui se trouve au-dessus de l’eau remplace cet air en ascension, créant une brisemarine fraîche. La nuit, les terres se refroidissent plus rapidementque l’eau. L’air chaud au-dessus de l’eau s’élève et l’air plus froiddes terres prend sa place, créant une brise terrestre fraîche.

Durant tout ce temps, l’air contient de la vapeur d’eau et desgouttes d’eau qui circulent entre la Terre et l’atmosphère dans cescourants de convection géants. Le cycle de l’eau est l’un des fac-teurs qui influencent la météorologie dans la région ontarienne etdans le monde entier. Il peut faire chaud et ensoleillé à un en-droit, alors qu’à quelques kilomètres de là il pleut et il vente.

La chaleur et les courants océaniquesUn courant océanique est un mouvement de l’eau sur une vastepartie d’un océan. Les courants océaniques contribuent au mouve-ment de l’énergie thermique entre les régions chaudes situées prèsde l’équateur et les régions plus froides de l’Arctique et del’Antarctique. En fait, ces courants de convection équilibrent par-tiellement les températures extrêmes à la surface de la Terre.

Un courant océanique est comme une rivière d’eau chaude oufroide qui se déplace en un mouvement plus ou moins circulaire.Ce mouvement affecte le climat. Le climat est l’ensemble desconditions atmosphériques qui touchent de vastes régions ter-restres durant une longue période. Les courants océaniques ont uneffet sur les terres des côtes de l’ouest, de l’est et du nord duCanada et déterminent les routesmaritimes que prennent lesnavires (figure 11.14).

Les courants océaniques sui-vent un mouvement de convec-tion qui varie en fonction duvent, des minéraux dissous dansl’eau, de la forme des fondsmarins, de la chaleur du Soleil,de l’attraction de la Lune etmême de la rotation de la Terre.


Figure 11.14 Les principaux cou-rants océaniques.

Gulf Stream

Dérive nord-at

lantiq

ue

0 2000 4000 km

OCÉANINDIEN

OCÉANATLANTIQUE

NORD

OCÉANATLANTIQUE

SUD

AMÉRIQUEDU NORD

AFRIQUE

EUROPEASIE

courant chaud

AUSTRALIE

ANTARCTIQUE

AMÉRIQUEDU SUD

OCÉANPACIFIQUE

NORD

OCÉANPACIFIQUE

SUD

OCÉANPACIFIQUE

NORD

OCÉAN ANTARCTIQUE

OCÉAN ARCTIQUE OCÉAN ARCTIQUE

Courant de C

alifo

rnie

Équateur

courant froid

N


Les scientifiques ont découvert plus de 50 courants océaniques.L’observation des courants océaniques et de leurs caractéristiquespermet d’étudier les mouvements de l’air et de l’eau ainsi que leschangements climatiques.

Réchauffement et refroidissementLes courants océaniques circulent de manière circulaire: dans le sensdes aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Nord, où se trouve leCanada, et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre dansl’hémisphère Sud, au sud de l’équateur. Il existe trois catégories decourants océaniques (tableau 11.4).

Les courants océaniques influent sur la vie marine. L’océan estconstitué de plusieurs couches: l’eau y est plus chaude en surface etplus froide en profondeur. La température de l’eau de chaque couchedétermine quels organismes y vivent. Les organismes marins sontsensibles aux changements de température. Une variation de tem-pérature de quelques degrés peut être suffisante pour engendrerleur déplacement. D’autres organismes qui se nourrissent despremiers doivent alors également se déplacer pour survivre.

Les systèmes tourbillonnantsL’atmosphère et les océans sont constamment en mouvement. Cemouvement continu produit du vent et des orages dans la tro-posphère. Il est aussi à l’origine des courants océaniques. Des ventsforts peuvent être très destructeurs et provoquer des ouragansou des tornades. Un ouragan est un système météorologique quitournoie violemment au-dessus d’un océan. Il génère des ventscontinus soufflant à plus de 119 km/h. La chaleur des eaux tropi-cales augmente la force et la taille des ouragans. Quant aux tor-nades, ce sont des colonnes d’air qui tournoient violemmentau-dessus de la terre ferme. Il s’agit d’un phénomène générale-ment local, imprévisible et de courte durée (figure 11.15).


Figure 11.15 Une tornade peut seformer à cause d’un orage, lorsquel’air chaud et humide rencontre l’airfroid et sec.

Catégorie de courant Couche océanique Direction du mouvementFacteurs à l’origine du courant

Courant chaud de surface Au niveau ou près de la surface

De la région équatoriale versles pôles Nord et Sud

Le ventla rotation de la Terre

Courant froid de surface Au niveau ou près de la surface

Des régions polaires versl’équateur

Surtout le vent

Courant océanique profond En eaux profondes Se forme aux pôles et circulevers l’équateur tout en re-montant à la surface

La densité de l’eaules différences de tempéra-ture entre les couches

Tableau 11.4 Les catégories de courants océaniques.


Activité synthèse


Une bouteille plastique de 2 l contenant quelquesparticules de fumée peut permettre de reproduireun événement atmosphérique courant et fréquent.

QuestionComment reproduire la formation d’un nuage ?

HypothèsePrédis ce qui peut se passer quand tu comprimesune bouteille de 2 l remplie de fumée et de vapeurd’eau.

Démarche1. Placer juste assez d’eau chaude dans la bouteille

pour en recouvrir le fond. Refermer la bouteilleavec le bouchon.

2. Secouer la bouteille vigoureusement pendantune minute.

3. Allumer une allumette et la laisser brûler pendantquelques secondes. Éteindre l’allumette et placerimmédiatement le bout chaud de l’allumette

dans la bouteille. Laisser la fumée remplir labouteille. Retirer l’allumette.

4. Remarque bien qu’après quelques secondes lafumée semble disparaître.

5. Fermer la bouteille à l’aide du bouchon, en nelaissant pas trop de fumée s’échapper.

6. Tenir la bouteille devant une surface sombre,telle qu’un plan de travail ou du papier noir.Comprimer rapidement et fortement les paroisde la bouteille, puis relâcher. Répéter cette opéra-tion six ou sept fois (au moins). Maintenir ladernière pression pendant quelques secondes,puis relâcher soudainement. Dès que la pres-sion est relâchée, observer ce qui se passe dansla bouteille.

Analyse et interprétation7. Penses-tu qu’il y avait de la vapeur d’eau invi-

sible dans la bouteille avant d’y placer la têtede l’allumette ? Comment le sais-tu ?

8. Interprète les variations qui ont eu lieu tout desuite après avoir comprimé puis relâché labouteille.

9. Pourquoi penses-tu qu’il est nécessaire decomprimer la bouteille plusieurs fois ?

Développement des habiletés10. Illustre chaque étape de la démarche à l’aide

de dessins. Ajoute à tes dessins tes observa-tions au sujet des changements qui ont eu lieuà l’intérieur de la bouteille. Numérote chaquedessin selon le numéro de l’étape de la dé-marche qu’il représente.

Pour conclure11. Suggère une façon dont les observations effec-

tuées dans cette activité pourraient expliquer laformation de nuages dans l’atmosphère.

12. Suggère des conditions atmosphériques qui peu-vent accroître la formation de nuages.

HABILETÉS À UTILISER■ Analyser des tendances■ Présenter des résultats

La météo dans une bouteille — Démonstration de l’enseignanteou de l’enseignant

Boîte à outils 2

Figure 11.16 Installation pour l’activité.

Matériel■ bouteille de plastique transparent de 2 l ou

moins avec bouchon (retirer l’étiquette)■ de l’eau chaude■ des allumettes■ du papier noir

ATTENTION: Manipuler les allumettes avec précaution.

Activité d’ancrageED

D30



Le projet international Argo est un réseau mondial deplus de 3000 flotteurs à la dérive qui mesurent latempérature et la salinité des 2000 premiers mètresde la surface des océans (figures 11.17 et 11.18).Pour la première fois, les scientifiques peuvent sur-veiller continuellement plusieurs caractéristiques del’eau des couches supérieures des océans, y comprisla température, la direction et la vitesse de l’eau.Toutes les données sont transmises par satellites àdes ordinateurs.

RéfléchisAvec une ou un camarade ou en groupe, discutedes questions suivantes.

1. Quelles sont les quatre catégories de donnéesque collectent les flotteurs Argo ?

2. Pourquoi les données collectées par le projetArgo sont-elles importantes pour les météoro-logues ?

Surveiller les océans — Argo



Figure 11.18 Cette image présente la position de nom-breux flotteurs Argo à un moment donné.

Figure 11.17 Un navire installant des flotteurs Argo.

Révise les concepts clés1. Pourquoi utilise-t-on l’expression cycle de

l’eau pour désigner le mouvement de l’eausur Terre ?

2. Comment la chaleur produit-elle lescourants océaniques ?

3. Suggère une raison qui explique pourquoiles océans sont plus chauds près de l’équa-teur que près des pôles.

Fais des liens4. Donne deux exemples d’activités humaines

qui ont un effet sur le cycle de l’eau.

5. Compare les étapes du cycle de l’eau àcelles d’un autre cycle d’événements de ta

vie quotidienne. Tu peux commencer cettecomparaison par un énoncé tel que « Lecycle de l’eau est comme …, car … »

Utilise tes habiletés6. Conçois, dessine et annote ta propre illus-

tration du cycle de l’eau. Tu peux égale-ment planifier une activité physique pourle représenter.

7. Conçois, dessine et annote une série d’il-lustrations représentant les six facteurs quiinfluent sur les courants océaniques. (Voirpage 325.)


Le volcanologue David Johnston est connu en raison de sa tra-gique annonce radio «Vancouver ! Vancouver ! Ça y est ! », qu’il afaite depuis son poste d’observation de Coldwater, au nord dumont St. Helens dans l’État de Washington, le matin du dimanche18 mai 1980. Quelques secondes plus tard, le mont St. Helensexplosait (figures 11.19 et 11.20).

De la cendre et des gaz brûlants ont été projetés à 19 kilo-mètres dans le ciel. Le sommet et la face nord du mont ont explosé,réduisant sa hauteur d’environ 400 m. La température a atteint350°C et l’explosion a été si forte qu’on l’a entendue de l’autre côtéde la frontière canado-américaine, à Vancouver, en Colombie-Britannique. Pendant plusieurs jours, la cendre a été transportéepar les vents d’ouest, se déposant sur les voitures, les édifices et les maisons jusqu’à Calgary, Regina et même Winnipeg, à plusde 2200 km de là.

Les éruptions volcaniques attirent notre attention. Les gensse demandent comment des roches en fusion provenant ducentre de la Terre peuvent remonter à la surface. Sous la surface,la Terre est constamment en mouvement à cause de l’effet de lachaleur.


La chaleur influe sur la Terre11.3Voici un résumé de ce que tu apprendras dans cette section :

• La Terre est constituée de plusieurs couches.

• La chaleur a façonné et continue de façonner un grand nombre des caractéristiques terrestres.

• Le cycle des roches nous permet de comprendre de quelle façon la chaleur provoque les change-ments sur Terre.


Les nombreuses transformations terrestres qui ont eu lieu durant la longue histoire de la Terre sontintimement liées à la chaleur. Il s’agit d’un processusun peu mystérieux. Des changements ont lieu à lasurface ou sous la surface de la Terre, mais nous neles comprenons pas tous. La chaleur engendre, parexemple, la formation des montagnes à la surface de

la Terre et dans les fonds marins. Réfléchis à plusieursraisons qui expliquent pourquoi les scientifiquess’intéressent à l’étude de l’effet de la chaleur sur lestransformations terrestres. Discutes-en avec une ouun camarade. Tu peux également décrire ce que tusais des manières dont les scientifiques étudientces changements.

La mystérieuse histoire de la Terre

Habiletés A C

Figure 11.19 Éruption du mont St.Helens le 18 mai 1980.

Figure 11.20 Le mont St. Helens se trouve dansl’État de Washington, au sud de Vancouver.

IDAHOOREGON

WASHINGTON

COLOMBIE-BRITANNIQUE

OCÉANPACIFIQUE

Vancouver

Seattle

Mont St. Helens

0 100 200 km

N


La Terre en questionLes êtres humains vivent sur la croûte externe de la Terre. Pendantdes centaines d’années, nous nous sommes posé des questionssimilaires à celles que tu peux te poser avant de goûter un nouveaufruit (figure 11.22). Quelle est l’épaisseur de l’écorce terrestre ?Existe-t-il diverses couches à l’intérieur ? Que trouverions-nousau centre? Plusieurs types de fruits sont montrés ici (figures 11.23à 11.25). D’après toi, lequel pourrait ressembler à la Terre ?Pourquoi ? Continue ta lecture pour voir si ton choix s’approchedes preuves scientifiques.

L’histoire intime de la TerreTu vis sur la surface de la Terre. Mais que sais-tu du sol qui se trouvesous tes pieds? Les scientifiques divisent la Terre en quatre couches.À l’aide de la figure 11.26, explore ces couches, à partir de la surface,à bord d’un véhicule imaginaire, l’Explorateur de la Terre.


D33 Pendant la lecture

Les volcans et les tremblements de terre sont in-téressants, mais certains renseignements à leur sujetpeuvent être complexes. Un tableau DQR peut t’aiderà prendre des notes et à mieux comprendre l’infor-mation durant ta lecture. Crée un tableau DQR danston cahier. Intitule la première colonne Données, ladeuxième, Questions et la troisième, Réponses (voirfigure 11.21).

À mesure que tu lis les renseignements sur lesvolcans et les tremblements de terre des pages 329à 333 (jusqu’aux roches et minéraux), prends notedes données qui sont présentées. Pour chacune deces données, note une question qui te vient à l’esprit.Dans la dernière colonne, inscris les réponses que tu

as trouvées dans le texte. Tu peux aussi noter uneidée ou une impression générale par rapport à cha-cun des faits. Il n’est pas nécessaire d’inscrire unequestion et une réponse pour chaque fait. Une foista lecture terminée, fais part au groupe de certainesdes données, des questions et des réponses quetu as notées.

Données-Questions-Réponses

Figure 11.21 Tableau DQR.

Données Questions Réponses

Le mont St. Helens a fait éruption le 18 mai 1980.

Cela a-t-il eu un impact sur la météo en Ontario ?

Figure 11.22 Un fruit inhabituel, lacarambole.

Figure 11.24 Le modèle 2.Figure 11.23 Le modèle 1. Figure 11.25 Le modèle 3.



2 Tu es maintenant à l’intérieur de la couche suivante, qu’on appelle le manteau. Le manteau a une épaisseur d’environ 2900 km, mais il n’est pas identique partout. La partie supérieure du manteau est solide, comme l’écorce terrestre. Sous la partie supérieure solide du manteau, la température et la pression sont élevées. Cependant, ton véhicule peut se déplacer plus facilement à travers la couche inférieure du manteau, car les roches y sont partiellement fondues et peuvent bouger très lentement.

1 La couche externe de la Terre est la croûte ou l’écorce terrestre. Tous les éléments qui nous entourent, les montagnes, les vallées, les plaines, les collines, les plateaux, font partie de cette écorce. Tu vas commencer ton voyage à travers la Terre à partir du fond de l’océan, car la croûte y est plus mince, ayant seulement 6 km d’épaisseur.

3 Quand tu quittes le manteau, tu entres dans le noyau externe. Dans cette partie de la Terre, les températures sont si élevées que la roche est entièrement liquide. On dit alors que la roche est en fusion. Cette couche est égale-ment très épaisse. En effet, avant d’atteindre le noyau interne, il te faudra traverser 2200 km de roche en fusion.

4 Enfin, tu atteins le noyau interne. Cette couche est solide même si elle est très chaude. Le poids des autres couches a comprimé le noyau interne en une boule extrêmement dure. Il reste encore 1250 km à parcourir jusqu’au centre de la Terre. Le noyau interne est si dur que même ton véhicule spécial ne peut y pénétrer.

Figure 11.26 Les quatre couches de la Terre.


Une nouvelle écorce est continuellement en formationL’écorce terrestre se transforme continuellement. Les trois types detransferts de chaleur (conduction, convection et rayonnement)jouent un rôle dans les transformations qui ont lieu à la surface ousous la surface de la Terre. La conduction a lieu dans le noyau in-terne solide. La chaleur se transmet au noyau externe voisin, quiest en fusion. La roche en fusion (roche fondue) est appeléemagma. Le magma du noyau externe et de la partie la plus pro-fonde du manteau est plus chaud que celui de la partie supérieure,près de l’écorce terrestre. Cette différence de température crée descourants de convection dans la roche en fusion du manteau. Desroches chaudes s’élèvent vers la partie supérieure du manteau etse déplacent vers les côtés (figure 11.27). À cause de ce mouve-ment latéral, la chaleur se transmet également par conduction etpar rayonnement. Parfois, des roches en fusion s’enfoncent à nou-veau vers le noyau externe et le cycle se poursuit.

L’écorce terrestre repose sur des sections vastes et épaisses deroches que l’on appelle plaques tectoniques. Parce que le man-teau est constitué de roches en fusion, ces grandes plaquesrocheuses peuvent s’éloigner ou se rapprocher les unes des autres.Parfois, ce mouvement projette du magma, des cendres et des gazvers l’écorce à travers des fissures, ce qui produit un grondementsous terre et un éclair dans la nuit lorsqu’un volcan entre en érup-tion (figure 11.27). D’autres fois, le mouvement des plaquesprovoque le glissement de l’écorce et engendre une énorme vibra-tion qui produit un tremblement de terre.


Activité suggérée •Laboratoire D35, page 336

Figure 11.27 Quand deux plaquestectoniques qui reposent sur lemanteau s’éloignent l’une de l’autre,la roche en fusion peut être pro-jetée vers le haut à travers la sur-face terrestre et former un volcan.

manteau(roches en fusion)

courants lentsqui éloignent

les plaques

roche en fusion qui s’élèvepar les fissures del’écorce terrestre

volcan

océan

plaqueplaque

L’ IMPORTANCE DES MOTS

En fusion : L’expression en fusion signi-fie «fondu» ou « liquéfié» par la chaleur.Fusion vient du mot latin « fusio » : ac-tion de répandre, de diffuser.


Dans les profondeurs des océans, le magma chaud peuts’introduire entre les plaques rocheuses qui s’éloignentl’une de l’autre. Ce magma se dépose alors au fond del’océan sous forme de lave (figure 11.28). Quand ellerencontre l’eau froide de l’océan, la lave commence àrefroidir, s’étale et forme une nouvelle écorce ou croûte.

Les roches et les minérauxLa croûte terrestre est constituée de roches de plusieurstypes. Les roches sont faites de matière solide constituéed’un ou de plusieurs minéraux. Les minéraux sont des substancespures à l’état naturel. La première étape pour identifier une rocheest d’analyser les minéraux qu’elle contient. Il existe plus de 4000 minéraux connus. Les cristaux sont des minéraux dont lesformes particulières proviennent du lent refroidissement de laroche en fusion (magma) qui les compose. Chaque type de minérala un cristal de forme unique (figure 11.29).

Des roches ignées, sédimentaires et métamorphiquesLes scientifiques classent les roches en trois grandes catégories(familles).

Les roches ignées se forment à partir de roches en fusionqui ont refroidi et durci. Il existe de nombreux types de rochesignées. Celles qui se forment quand le magma refroidit lentementcontiennent souvent de gros cristaux. Si le magma atteint la sur-face de la Terre, on l’appelle lave. La lave refroidit rapidementquand elle est exposée à l’air ou à l’eau. Elle peut parfois contenirde petits cristaux. La figure 11.30 montre trois exemples de rochesignées. L’obsidienne et la pierre ponce se forment à partir de la lave.Le granit se forme à partir du magma.

La catégorie des roches sédimentaires comprend les rochesqui se forment à partir de petits morceaux de roches, de coquil-lages ou d’autres matériaux qui s’entassent en couches. Les couchesinférieures se compriment sous la pression des couches supérieures,comme quand la neige à la base d’une congère est comprimée parle poids de la neige située au-dessus d’elle. Les couches de rochesinférieures durcissent et forment une roche sédimentaire, commela neige qui, sous plusieurs couches de neige, devient de la glace. Ilexiste de nombreux types de minéraux qui peuvent s’entasser, doncde nombreux types de roches sédimentaires.


Figure 11.28 Dans les profondeursdes océans, une nouvelle écorce seforme continuellement à mesureque la lave chaude atteint les fondsocéaniques, commence à refroidir,s’étale puis durcit.

dorsale océanique

nouvelle écorceocéanique en formation

magma

mouvement

des plaquesmouvementdes plaques

Figure 11.29 Les minéraux ont descristaux de formes uniques.

Figure 11.30 Des roches ignéesa) l’obsidienne b) la pierre poncec) le granit

a)

b)

c)


Les roches métamorphiques se for-ment à partir de roches ignées et sédi-mentaires dont la forme initiale a ététransformée par la chaleur (de la Terre)ou par la pression des roches situées au-dessus d’elles. Puisque de nombreuxminéraux constituent les roches ignéeset sédimentaires, il existe un grandnombre de types de roches métamor-

phiques. Examine le tableau 11.5 pour connaître les noms dequelques roches métamorphiques. Deux roches peuvent contenirexactement les mêmes minéraux, mais avoir une apparence trèsdifférente selon leur mode de formation. La manière dont lesminéraux sont combinés dans la roche et la taille des cristauxpeuvent indiquer de quelle manière la roche s’est formée.

Les pierres précieusesLes pierres précieuses (ou gemmes) sont des minéraux qui sontprécieux ou semi-précieux du fait de leur beauté exceptionnelle,de leur couleur et de leur rareté. Leurs principales propriétésphysiques sont la couleur, la brillance (l’éclat), la transparence etla dureté. Les pierres précieuses sont souvent utilisées en bijouterie.Certaines pierres semi-précieuses, comme le quartz et l’améthyste,sont relativement bon marché. D’autres, comme le rubis, l’éme-raude, le saphir et le diamant, peuvent être très chères. Bon nom-bre de pierres précieuses sont utilisées dans les procédés industrielset électroniques.


D34 Fais le point !

Fais correspondre les descriptions suivantes aux nou-veaux mots que tu viens d’apprendre.

1. La catégorie de roches qui sont formées pardes couches de particules, de coquillages, deplantes ou d’animaux.

2. La catégorie de roches qui sont formées quandla roche en fusion refroidit et durcit.

3. La roche en fusion se trouvant sous la surfacede la Terre.

4. La roche en fusion se trouvant à la surface dela Terre.

5. Les formes particulières des minéraux contenusdans les roches qui proviennent du magmaqui a refroidi lentement.

6. Une ouverture dans l’écorce terrestre par laquel-le les roches solides et les roches en fusion,la cendre et les gaz s’échappent.

La formation des roches et des minéraux

Figure 11.31 Des diamants degrande qualité sont extraits, tailléset polis au Canada dans les Terri-toires du Nord-Ouest.

Activité suggérée •Activité synthèse D36, page 336

Nom de la roche

Catégorie(famille) de la roche

Nom de la roche métamorphiquequ’elle peut former

Granit Ignée Gneiss

Grès Sédimentaire Quartzite

Calcaire Sédimentaire Marbre

Argile Sédimentaire Ardoise

Tableau 11.5 Les types de roches.


Les roches les plus récentes sur Terrese trouvent autour des volcans actifs.Tente de déterminer où ces rochesse forment et ce qu’elles peuventcontenir.


Comment et où se forment les diamants ?Les diamants, si beaux et si éclatants, sont faits de carbone (figure 11.31). Selon les géologues, les diamants se sont d’abordformés dans le sous-sol terrestre il y a plus de 2,5 milliards d’an-nées. Ils se sont cristallisés dans le manteau à de très grandes pro-fondeurs sous l’écorce terrestre, généralement plus de 150 km.D’après les géologues, des roches provenant du manteau supérieurde la Terre ont été transportées plus profondément dans le man-teau, où elles ont fondu, dégageant des particules de carbone. Cesparticules de carbone ont alors formé des cristaux à cause de la trèshaute pression de la roche en fusion se trouvant au-dessus d’elles.Les diamants se sont formés dans ces conditions particulières dechaleur et de pression. Ils sont ensuite remontés vers la surface lorsd’éruptions volcaniques de magma coulant dans le man-teau. Sous le volcan, des sédiments de roche en formede carotte (kimberlite) se sont formés. Ces sédi-ments contiennent des diamants, de la rochevolcanique et des fragments du manteau.

Le cycle des rochesAu cours d’un printemps ontarien, il estcourant que la glace fonde pendant lajournée et gèle de nouveau la nuit. Lelendemain, la glace peut de nouveaufondre et geler. Ce phénomène répétitif estun exemple de cycle.

Les roches ont également un cycle. Lecycle des roches représente les étapes durantlesquelles une famille de roches se transforme enune autre famille. La figure 11.32 présente le rôle quejoue la chaleur dans ce cycle. Le cycle des roches est possibleparce que de la chaleur est produite, emmagasinée puis libéréeau centre de la Terre. La Terre n’est pas la planète immobile qu’ellesemble être. Les roches anciennes sont continuellement pousséesvers le manteau, où elles fondent. Le magma chaud atteint l’écorce, refroidit et forme de nouvelles roches. Les roches sonten transformation constante. Par exemple, la pression exercéesur les roches inférieures par le poids des couches de rochessupérieures peut transformer une roche en une autre. L’eau, levent, les substances chimiques et même les organismes vivantsdésagrègent ou usent les roches. C’est la première étape del’érosion, soit la décomposition et le mouvement des roches etdu sol sous l’effet du vent, de l’eau ou de la glace.

335

chaleur et pression intenses

désagrégation et érosion

roche sédimentaire

Le cycle des roches

désagrégationet érosion

refroidissement

pression

chaleur et pressionintenses

désagrégationet érosion

roche en fusion(magma et lave)

roche ignée

roche métamorphique

sédiments

fonte

La chaleur joue un rôle important dans la nature

Figure 11.32 Le cycle des roches.



D35 Laboratoire

De la couleur dans un bécher

D36 Activité synthèse

Que se passe-t-il quand la roche en fusion des pro-fondeurs du manteau terrestre s’élève vers l’écorce?Elle refroidit de deux manières selon l’endroit oùelle cesse de circuler. Dans cette activité, tu vasobserver ces deux types de refroidissement en uti-lisant un élément commun, le soufre.

QuestionQue se passe-t-il quand la roche en fusion refroiditrapidement ou lentement ?

HABILETÉS À UTILISER■ Utiliser le matériel adéquat■ Présenter des résultats

Cristallise tes réflexions

Boîte à outils 2

Figure 11.34 Quel est l’effet d’un refroidissement rapidesur l’apparence du soufre solide ?

ObjectifCréer un modèle des courants de convection quiengendrent le mouvement des roches en fusiondans le manteau de la Terre.

Démarche1. Remplis le grand bécher d’eau jusqu’à ce qu’il

soit à moitié plein.

2. Place le bécher sur la plaque chauffante. Laissel’eau s’immobiliser.

3. À l’aide d’un long compte-gouttes médical oud’un tube en verre creux (dont tu boucherasl’extrémité avec ton pouce), prélève un peu decolorant alimentaire. Place le colorant alimen-taire au fond du bécher afin qu’il forme unecouche de couleur (figure 11.33).

4. Chauffe lentement le bécher d’eau. Observe cequi arrive au colorant alimentaire.

Questions5. Qu’as-tu observé pendant que le bécher était

en train de chauffer ? Illustre ta réponse par desdessins du bécher et du colorant intitulés Avantet Après montrant les modifications qui ont eulieu.

6. Compare les résultats de cette activité à l’informa-tion que tu as recueillie sur les courants de convec-tion qui ont lieu dans le manteau de la Terre.Quelles sont les similitudes entre ces informationset cette activité? Quelles sont les différences?

01

23

4

109

8

98

01

23

4

10

stir heat

Matériel■ grand bécher■ plaque chauffante■ eau■ colorant alimentaire■ long compte-gouttes médical

Figure 11.33Installation pourl’activité.


D36 Activité synthèse (suite)


HypothèseQuand le soufre en fusion refroidit rapidement, il al’apparence de...Quand le soufre en fusion refroidit lentement, il al’apparence de...

DémarchePremière partie – Vite ! Vite !1. À l’aide de la spatule métallique, mets environ

6 cm de soufre en poudre au fond d’une éprou-vette.

2. Fais fondre le soufre doucement en suivant lesconsignes de ton enseignante ou de ton en-seignant.

3. Quand le soufre est fondu, verse-le rapidementdans le bécher de 250 ml d’eau froide.

4. Place l’éprouvette sur le support à éprouvettespour qu’elle refroidisse.

5. Quand le soufre est refroidi, vide l’eau du bécheret place le soufre solide sur un morceau d’essuie-tout.

Deuxième partie – Aussi lentementque possible6. Forme un cône avec du papier filtre.

7. Place le cône dans l’entonnoir. Ajoute quelquesgouttes d’eau pour que le papier colle au verre.Place l’entonnoir sur le support à éprouvettes.

8. À l’aide de la spatule métallique, mets environ6 cm de soufre en poudre au fond d’une éprou-vette. Fais fondre le soufre.

9. Quand le soufre est fondu, verse-le dans le pa-pier filtre. Laisse le soufre refroidir lentement.

10. Place l’éprouvette sur le support à éprouvettespour qu’elle refroidisse.

11. Compare les deux échantillons de soufre refroidi. Casse-les pour observer l’intérieur dechaque morceau. Prends note de tes obser-vations.

Développement des habiletés12. Compare l’intérieur des échantillons de soufre

solide des deux parties de l’expérience. Fais undessin annoté de chaque échantillon de soufrerefroidi.

13. Nettoie ton plan de travail. Laisse tous lesmorceaux de soufre dans la classe.

Analyse et interprétation14. Suggère des raisons qui expliquent les différences

qu’il y a entre les deux échantillons de soufre.

Pour conclure15. Relis tes réponses aux points 12 et 14. Suggère

une façon dont tes observations peuvent expli-quer les différences observées dans les rochesqui se forment dans le manteau ou à la surfacede la Terre.

Matériel■ soufre en poudre■ spatule métallique■ support à éprouvettes■ 2 éprouvettes■ plaque chauffante ou brûleur Bunsen■ bécher de 400 ml (dans le cas de l’utilisa-

tion d’une plaque chauffante)■ bécher de 250 ml d’eau froide■ cercle de papier filtre■ entonnoir en verre■ essuie-tout■ eau

ATTENTION: • Utilise une hotte ou un système deventilation adéquat.

• Utilise la plaque chauffante ou lebrûleur Bunsen avec précaution.

• Place l’entonnoir en verre à l’enverspour qu’il ne tombe pas par terre.

• Laisse tous les morceaux de soufredans la classe



Des gens de diverses parties du monde (commeHawaii) vivent sur ou près d’un volcan actif. Selontoi, pourquoi choisissent-ils de vivre à cet endroit ?Dresse la liste des avantages et des inconvénientsd’un tel choix. Fais part de tes idées à une ou à un

camarade, à quelques élèves, puis à toute la classe.Ton enseignante ou ton enseignant peut te deman-der d’effectuer des recherches sur des communautésoù des gens vivent près d’un volcan. Ajoute les résul-tats de ta recherche à ton analyse de la situation.

Un volcan dans ton quartier

Révise les concepts clés1. Nomme les quatre couches de la Terre

dans l’ordre, de l’extérieur vers le centre.

2. Pourquoi les termes croûte et écorces’appliquent-ils bien à la couche terrestreoù nous vivons ?

3. Comment se nomment les trois catégoriesde roches ?

4. Quelles sont les différences entre le magmaet la lave ?

5. Suggère des raisons qui expliquentpourquoi les scientifiques s’intéressent àl’étude des couches terrestres.

6. Un élève affirme que la chaleur intervientdans la production des trois catégories deroches. Es-tu d’accord? Explique pourquoi.

7. D’après toi, pourquoi le grenat, l’opale etla topaze sont-ils considérés comme despierres semi-précieuses ?

8. Décris deux différences qui existent entrele noyau interne et le noyau externe de laTerre.

Fais des liens9. Le schiste, présenté à droite,

est un type de roche qui seforme quand certains miné-raux sont transformés par lachaleur et la pression. Àquelle catégorie de roche leschiste appartient-il ?

10. Compare le cycle des roches à un cycled’événements de ta vie quotidienne.Quelles sont les ressemblances entre cesdeux cycles? Quelles sont les différences?

Utilise tes habiletés11. Trois modèles pouvant représenter les

couches de la Terre sont montrés à lapage 330. L’un de ces modèles est unecomparaison exacte. Lequel? Explique tonchoix. Choisis ensuite au moins deuxautres exemples que tu pourrais utiliserpour expliquer les couches terrestres àquelqu’un.

12. La figure 11.32 de la page 335 illustre le cycledes roches. Explique de quelle façon ladésagrégation, l’érosion et la pression entraî-nent toutes la transformation des roches.Illustre chaque partie de ton explication.




L’ouragan Katrina

Les sciences et la technologie autour de toi

Fin août 2005, un énorme ouragan, Katrina, a détruitune partie de la côte états-unienne, du sud-est de laLouisiane à l’Alabama (figure 11.35). Katrina a étél’une des pires catastrophes naturelles de l’histoire del’Amérique du Nord. Le parcours de Katrina a com-mencé au sud de la Floride. En se déplaçant en di-rection du nord, vers les côtes centrales du golfe duMexique, Katrina est devenue un ouragan de caté-gorie 5. La catégorie 5 signifie des vents continussoufflant à une vitesse dépassant les 250 km/h.

Les vents qui accompagnaient Katrina se sontaffaiblis avant que la tempête n’atteigne le continent,mais ils étaient encore suffisamment forts pour provo-quer une vague d’eau de mer dépassant presquetous les records. Les vents et l’eau ont engendré ladestruction et la mort. La ville de la Nouvelle-Orléansa été particulièrement touchée quand les digues quil’entouraient ont cédé. Une partie importante de laville a été inondée. Plus de 80 % de La Nouvelle-Orléans et de plusieurs communautés voisines sesont retrouvés sous l’eau pendant des semaines.

Au cours de l’ouragan Katrina et de l’inondationqui a suivi, au moins 1836 personnes ont perdu la

vie. Les dommages que l’ouragan a causés auxbâtiments et aux terres cultivées sont évalués à plusde 80 milliards de dollars (figure 11.36).

Questions1. Tu as entendu parler des dégâts causés par

l’ouragan Katrina. Propose au moins trois ques-tions au sujet de cet événement et des consé-quences qu’il a eues. Note tes questions danston cahier.

2. Les ouragans frappent rarement l’Ontario, maisle 16 octobre 1954, l’ouragan Hazel, l’un desplus gros de l’histoire, a pénétré en Ontario sousla forme d’un orage violent venu des États-Unis.Au Canada, les crues des eaux dues à Hazel ontdétruit 20 ponts, tué 81 personnes et laissé plusde 2000 familles sans abri. Suggère plusieursmanières dont la population ontarienne peut seprotéger d’ouragans d’une telle puissance.

3. Imagine que tu es reporter pour la radio, la télé-vision ou un journal. Rédige un texte décrivantl’impact d’un puissant ouragan qui frappe tacommunauté. Inclus les noms des lieux, desvilles et des événements qui sont touchés parcette tempête.


Figure 11.35 Un ouragan est un système météorologiquetournoyant violemment au-dessus d’un océan et pro-duisant des vents continus qui soufflent à plus de119 km/h. La chaleur des eaux tropicales fait augmenterla force et la taille des ouragans. Cette photographiemontre l’ouragan Katrina en août 2005.

Figure 11.36 Des inondations provoquées parl’ouragan Katrina à La Nouvelle-Orléans.


Réfléchis et évalueReprends tes questions du débutde ce chapitre. As-tu trouvé uneréponse à chacune d’entre elles?À l’aide de l’organiseur suivant, ré-sume les avantages qu’il y a à seposer des questions quand on litun texte.

Révision 3-2-1• 3 choses que j’ai apprises au

sujet de la stratégie de compré-hension et qui supposent deposer des questions.

• 2 manières dont cette stratégiem’aide lors de la lecture.

• 1 question qui me reste ausujet des avantages qu’il y a àse poser des questions.

Échange ta révision 3-2-1 contrecelle d’une ou d’un camarade etdiscute de leurs ressemblanceset de leurs différences. Essaie derépondre à la question finale deta ou de ton camarade.

Après la lecture

340 MODULE D

Vérifie ce que tu as appris11.0 Révision du chapitre

COMPÉTENCES DE LA GRILLE D’ÉVALUATION DU RENDEMENTConnaissance et compréhension Habiletés de la pensée Communication Mise en applicationmchcc

Révise les concepts clés1. Suggère trois situations dans lesquelles les activités humaines

dépendent de l’atmosphère.

2. L’atmosphère est un mélange de substances. Nomme deuxd’entre elles.

3. Quel est le nom de la couche de l’atmosphère dans laquellenous vivons ?

4. Lequel des énoncés suivants est le plus exact ? Justifie taréponse. a) Le temps à Sudbury est chaud et nuageux. b) Letemps en Ontario est chaud et nuageux.

5. Quelle est la principale source d’énergie de la Terre ?

6. Nomme les deux changements d’état qui font partie du cyclede l’eau.

7. Une camarade te dit qu’un météorologue étudie les météores(morceaux de roches qui traversent l’espace). Expliquepourquoi cette affirmation est inexacte.

8. Les rayons du Soleil frappent-ils plus directement l’Ontarioque la Floride ? Fais un dessin annoté pour expliquer taréponse.

9. Comment la chaleur est-elle diffusée sur Terre? Suggère deuxexplications.

10. Quelle est la différence entre la météo (conditions météo-rologiques) et le climat ?

Fais des liens11. Décris deux situations dans lesquelles on utilise

des machines pour filtrer l’air ou dans lesquellesil est important de le filtrer. Pour écrire taréponse, tu peux t’inspirer des objets qui sontprésentés dans cette page.

12. Les courants océaniques circulent d’une certainemanière. Identifie trois facteurs qui influent surleurs mouvements.

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Réfléchis à diverses manières dont les familles etles communautés peuvent se préparer aux catas-trophes naturelles, telles que les ouragans, les tem-pêtes de verglas et les orages violents.

Ce que tu dois faire

1. Trace un tableau à quatre colonnes intituléesTypes d’urgence ou de catastrophe, Commentma famille peut s’y préparer, Comment macommunauté peut s’y préparer et Pourquoiest-ce important ?.

2. Remplis le tableau pour plusieurs types d’ur-gences et de catastrophes.

RéfléchisÉchange ton tableau contre celui d’une ou d’uncamarade. Ajoute des informations dans les quatrecolonnes. Présente ensuite ton tableau à un groupeou à la classe. Ton enseignante ou ton enseignantpeut te proposer d’utiliser une affiche pour présen-ter les façons que tu as trouvées pour te préparerà une catastrophe.

Se préparer aux catastrophes naturelles


Lien avec le projet du module


Conduire des voitures, produiredes biens de consommation etse servir d’appareils électro-niques sont toutes des activitésqui exigent d’utiliser de l’énergie.L’utilisation d’énergie dégage dela chaleur dans l’air et dans l’eau.Une meilleure isolation des édi-fices éviterait ou réduirait lespertes de chaleur. Commentces efforts pourraient-ils limiterla quantité d’énergie qui estconsommée ?

13. Un tableau de nombres, tel que celui qui est présenté ci-dessous,peut t’aider à résumer des informations nouvelles. Reproduis cetableau et remplis-le à l’aide des informations qui sont fourniesdans ce chapitre. Tu peux noter plusieurs informations danschaque case. La première case te fournit un exemple.

14. Résume les trois catégories de courants océaniques. Reproduisle tableau ci-dessous dans ton cahier.

Utilise tes habiletés15. Conçois un tableau pour résumer les activités que tu as effec-

tuées dans ce module. Dans ton tableau, indique :

• le numéro de chaque activité ;

• le nom de chaque activité ;

• une courte description de chaque activité ;

• un résumé des observations que tu as effectuées au coursde chaque activité.

Nombre Nouvelles informations et descriptions2 Deux types de roches fondues : le magma (sous terre) et la lave

(en surface)34

Types de courants océaniques DescriptionsCourants chauds de surfaceCourants froids de surfaceCourants océaniques profonds


Documents

11122 ModD-ch11bapsfrancais7.pbworks.com/w/file/fetch/103460031/11_11122_ch11... · • identifier les couches de l ... sur les grandes étendues d’eau et de terre; • expliquer