SITUATION DECLENCHANTE

SITUATION DECLENCHANTE

La gravité à l’air libre mesurée à une altitude donnée

A quel déséquilibre de la gravité entre le domaine continental et le domaine océanique peut-on s’attendre?

Domaine continental Domaine

océanique

PROBLEMATIQUEPROBLEMATIQUE

Comment l’équilibre vertical des masses crustales sur le manteau,

révélé par les données gravimétriques, dépend de certaines caractéristiques des croûtes

et a des répercussions sur les altitudes des reliefs terrestres.

OBJECTIFOBJECTIF

- Appliquer le principe d’Archimède, régissant les équilibres hydrostatiques, aux masses crustales océanique et continentale reposant sur le manteau en fonction de certaines de leurs caractéristiques.

- Confirmer alors que l’équilibre vertical des croûtes sur le manteau est un équilibre hydrostatique (ou isostatique) en retrouvant certaines données fournies par la courbe bimodale des altitudes de la surface terrestre (vue en 1S).

- Vérifier, par le calcul, qu’il y a équilibre isostatique entre le bloc continental et le bloc océanique.

CONSIGNECONSIGNE

- Appliquer le principe d’Archimède à la croûte océanique reposant sur le manteau grâce au logiciel « Isostasie » et relever alors la hauteur Xo = ho – ro de la surélévation de la croûte océanique. (faire un croquis du dispositif final respectant l’échelle)- Reformuler la formule d’Archimède en l’appliquant à l’exemple de la croûte océanique reposant sur le manteau.(formulation littérale et chiffrée).

- Appliquer le principe d’Archimède à la croûte continentale reposant sur le manteau grâce au logiciel « Isostasie » après avoir:

estimer, expérimentalement avec le matériel fourni, la densité des roches de la croûte continentale à partir des échantillons proposés. déterminer l’épaisseur de la croûte continentale à partir de données de vitesses de propagation des ondes sismiques (Vu en 1S).

- Relever alors la hauteur Xc de la surélévation de la croûte continentale.

- Schématiser l’équilibre isostatique entre le bloc océanique et le bloc continental à l’aide du fichier Excel TP1-TS-2014 modélisation isostasie. En quoi ce modèle est moins critiquable que le modèle précédent: logiciel « isostasie ».

-Si l’équilibre entre le domaine continental et le domaine océanique correspond à un équilibre isostatique, quelle donnée fournie par la courbe bimodale doit-on retrouver approximativement (donner une raison de cette approximation).- Vérifier par le calcul que le bloc continental est en équilibre isostatique avec le bloc océanique à l’aide des données du modèle d’équilibre isostatique et de la courbe bimodale.(une différence de 5% est acceptable).

Logiciel Isostasie et Archimède

Logiciel Isostasie et Archimède

Protocole: Estimation de

la masse volumique

d’une roche

Protocole: Estimation de

la masse volumique

d’une roche

Modèle d’équilibre isostatique

Modèle d’équilibre isostatique

Schématisation de l’équilibre isostatique

Voir Fichier Excel

Schématisation de l’équilibre isostatique

Voir Fichier Excel

Courbe bimodale

des altitudes

Courbe bimodale

des altitudes

Evolution de la vitesse des

ondes sismiques sous les

continents

Evolution de la vitesse des

ondes sismiques sous les

continents

isostasie.exeRessources

Ressources

Au fait, la croûte océanique a une densité de 2,9 et

une épaisseur moyenne de 7 KmConsig

ne

Matériel Protocole

-une balance

-une éprouvette graduée

-un bécher rempli d’eau

- un échantillon de chacune des roches de la croûte continentale(adaptée au volume de l'éprouvette)

Mesure de la masse de chaque échantillon

- Peser chaque échantillon à l’aide de la balance fournie.-Noter le résultat obtenu.

Mesure du volume de chaque échantillon

- Verser de l’eau dans l'éprouvette jusqu’à une graduation repère ;- Immerger l'échantillon dans l'eau de l'éprouvette ;- Lire le niveau atteint par l'eau, une fois l'échantillon totalement immergé, au cm3 près ;- Calculer le volume de l'échantillon correspondant au volume d’eau déplacé

PROTOCOLE de mesure de la masse et du volume d'un échantillon de roche

La masse volumique sera exprimée en grammes par centimètre cube (1cm3 correspond à 1 mL)(afin que masse volumique soit équivalent à la densité).

Ressources

Ressources Consig

ne

Modèle d’équilibre isostatique entre bloc océanique et bloc continental

A l’équilibre isostatique, au niveau de la surface de compensation, la pression exercée par le bloc océanique est égale à la pression exercée par le bloc continental.

Si l’on considère que les deux blocs occupe la même surface sur Terre, les masses océaniques (eau + croûte océanique + manteau lithosphérique) et la masse continentale (croûte continentale y compris le relief) sont égales au niveau de la surface de compensation. (on néglige l’atmosphère)

Ressources

Ressources

Consigne

Courbe bimodale des altitudes de la surface terrestreRessourc

esRessourc

esConsig

ne

Ressources

Ressources

Consigne