Le volcanisme.

Sortie pédagogique au volcan : Piton de la Fournaise : sortie nécessaire dans la partie "activité interne du globe", le volcanisme : permet de découvrir et d'étudier l' histoire géologique du massif de la Fournaise avec 5 arrèts successifs, en insistant sur les différents effondrements et les caldeiras.

La sortie peut aussi être faite après l'étude du volcanisme en classe, elle permet alors de revoir les produits des éruptions (coulées et projections volcaniques) et de compléter l'étude avec l' histoire géologique du massif.

Il ne faur pas oublier que pour un grand nombre d'élèves de certains collèges, cette sortie est la première occasion d'aller voir le "volcan" et de descendre dans l'enclos Fouqué !!!!

sortie-volcan-1.pdf sortie-volcan-2.pdf sortie-volcan-3.pdf sortie-volcan-4.pdf

Compléments sur les séïsmes à La Réunion: seisme-a-la-reunion-1.pdf seisme-a-la-reunion-2.pdf

Document sur l'histoire de La Réunion, à découper et à coller dans l'ordre :

histoire-reunion.pdf

La vidéo suivante récapitule les différents arrèts de la sortie, elle peut servir de révision en classe.

LE VOLCANISME.

en bleu le résumé élèves.

I. LES ERUPTIONS VOLCANIQUES ET LES PAYSAGES.

Problème : comment se manifeste l'activité volcanique? Comment l'activité volcanique transforme-t-elle les paysages?

On étudiera 2 exemples d'activités volcaniques différentes, ce qui permettra d'établir une comparaison :

le Piton de la Fournaise pour le volcanisme effusif et le Mont St Helens ou la Montagne Pelée pour le volcanisme explosif.

1). Volcan N°1 : Etude du Piton de la Fournaise.

- Observation du film vidéo : "un volcan dans la mer" de M Kraft.

- Observation de photographies sur le massif, les cônes, les produits volcaniques (coulées de laves et projections), et de textes décrivant une éruption.

- Observation de la carte géologique et géomorphologique: carte-geologique-du-massif-de-la-fournaise.jpg

carte-geomorphologique-du-massif-de-la-fournaise.jpg

- Observation d'une vidéo sur la coulée 2004 : les laves fluides arrivent, la nuit, à l'océan : coulee-2004.wmv

2). Volcan N°2 : Etude du Mont St Helens.

- Observation de documents photographiques (voir livre), de vidéos et de textes décrivant une éruption.(Exemple de celle du 18 mai 1980, livre de 4ème Nathan).

A l'aide de tous ces documents, compléter les 2 schémas en coupe des 2 volcans étudiés pour montrer comment s'est formé l'édifice volcanique; remplir le tableau de comparaison des 2 activités volcaniques étudiées.

schemas-en-coupe-de-volcans-et-tableau-de-comparaison.pdf

Le Piton de la Fournaise rejette régulièrement de grandes coulées de lave fluide dont l'accumulation forme le volcan.

L'éclatement de bulles de gaz projette de la lave en fontaines de lave qui en refroidissant construisent de petîts cônes.

C'est un volcanisme effusif.

Le volcanisme du Mont St Helens se caractérise par :

.des projections importantes : les nuées ardentes qui dévalent les pentes et des panaches de gaz et de cendres pouvant s'élever à plus de 20 km d'altitude;

.de violentes explosions : la lave très visqueuse ne s'écoule pas, forme des dômes explosant à l'éruption suivante;

.une destruction importante de l'environnement.

C'est un volcanisme explosif.

3). Structure et fonctionnement d'un volcan.

Problème : comment le magma arrive-t-il à la surface? Comment expliquer l'existence des 2 activités volcaniques étudiées?

- Expériences sur la fluidité du magma et sa plus ou moins grande richesse en gaz.

-Travail sur le document suivant : schema-fonctionnel-sur-la-montee-du-magma.pdf

La fusion des roches en profondeur produit des magmas riches en gaz dissous. Les magmas s'élèvent et s'accumulent dans des réservoirs magmatiques. Lorsque la pression des roches et des gaz augmente dans le réservoir, il se forme des fissures permettant au magma d'arriver à la surface : c'est l' éruption.

Un magma visqueux et très riche en gaz entraîne une éruption explosive. Un magma fluide déclenche une éruption effusive.

Exercice sur la Montagne Pelée : exercice-montagne-pelee.pdf

II. LES ROCHES OBTENUES PAR REFROIDISSEMENT ET SOLIDIFICATION DE LA LAVE : LES ROCHES VOLCANIQUES.

1). La roche volcanique d'un volcan effusif : le basalte.

Basalte à olivine.

Fiche de travail sur la constitution, la structure du basalte. (Savoir faire des dessins d'observation, savoir utiliser le microscope) :

fiche-de-travail-structure-du-basalte.pdf

Fiche dessin du basalte au microscope polarisant : fiche-dessin-du-basalte-microscope-polarisant.pdf

Le basalte est constitué : de quelques "gros" cristaux d'olivine (ou de pyroxène),

de nombreux microlites (cristaux microscopiques) de plagioclase,

d'un verre (matière non cristallisée) qui remplit l'espace entre les cristaux.

La srtucture du basalte est dite microlitique.

Compléments : clé de détermination des roches magmatiques réunionnaises les plus rencontrées :

cle-de-determination-des-roches-magmatiques-reunionnaises.pdf

2). La roche volcanique d'un volcan explosif : l'andésite.

On réutilisera la fiche de travail précédente pour étudier les échantillons d'andésite.

Résultats : minéraux différents, donc magmas différents ; structure microlitique également.

Les magmas fluides et les magmas visqueux n'ont pas la même composition : leurs laves, en se refroidissant donnent des roches différentes, comme les basaltes et les andésites. Les roches volcaniques ont toutes une structure microlitique.

3). Formation des roches volcaniques.

Problème : Comment expliquer la structure microlitique des roches volcaniques?

Quel est le lien entre la structure microlitique, le mode de mise en place d'une roche volcanique et son mode de refroidissement?

- 1er exercice : 3 roches dans des conditions différentes : 3-lames-minces-de-roches.pdf

- 2ème exercice : basalte-a-la-surface-et-au-coeur-de-la-coulee.jpg

Questions :

Comparer la structure du basalte à la surface et au coeur de la coulée.

Comment s'est fait le refroidissement de la lave à l'intérieur de la coulée par rapport à la surface?

Quelle hypothèse peut-on faire au sujet de la formation des cristaux?

- Vérification de l'hypothèse : protocole manipulatoire soit avec le soufre, soit avec la vanilline, (beaucoup plus pratique et ça sent bon !).

experience-avec-le-soufre-.pdf experience-avec-la-vanilline.pdf

- Synthèse : dans quelles conditions et dans quel ordre se forment les divers constituants d'un basalte ou d'une andésite?

Les différentes étapes du refroidissement du magma : compléter le schéma suivant :

schema-bilan-formation-roche-volcanique.pdf

correction-schema-bilan-formation-roche-volcanique.pdf

Les différentes étapes du refroidissement du magma :

Refroidissemnt lent dans la chambre magmatique : apparition des gros cristaux;

Refroidissement intermédiaire au cours de la remontée : apparition des microlites dans le magma en fusion;

Refroidissemnt rapide à très rapide à l'extérieur : la partie du magma encore liquide donne un verre.

III. LES ZONES DU GLOBE PRODUCTRICES DE MAGMAS.

Problème : où sont situées les zones volcaniques? Comment sont répartis les volcans de type effusif (basaltique) et de type explosif (andésitique)?

Trouver des informations sur quelques-uns des volcans les plus connus, comme par exemple : Montagne Pelée, Pinatubo, Vésuve, Etna, Mauna Loa, Mont Saint-Helens, Piton de la Fournaise, Surtsey, Paricutin, Fujiyama, Kilimandjaro, Mérapi.

Localiser ces volcans sur une carte et compléter ensuite la carte en localisant les zones de volcanisme basaltique avec des points et cercles rouges et les zones de volcanisme andésitique avec des triangles bleus.

repartition-mondiale-des-volcans.pdf correction-repartition-mondiale-des-volcans.pdf

Les volcans explosifs (andésitiques) se trouvent tout autour de l'océan Pacifique, c'est "la ceinture de feu" du Pacifique.

Dans les océans, les volcans sont alignés le long des dorsales : par des fissures sort du magma basaltique qui en se refroidissant au contact de l'eau donne des laves en coussin ou pillow-lava.

Quelques volcans effusifs, comme le Piton de la Fournaise ou ceux de l'archipel d' Hawaii, sont des volcans isolés.

EXERCICES ET EVALUATIONS SOMMATIVES.

- Exercice sur la formation de la dolérite, roche entièrement cristallisée. (Relation entre la structure de la roche et le mode de refroidissement du magma). La dolérite peut être remplacée par le gabbro. (Voir évaluation roches volcaniques).

exercice-sur-la-dolerite.pdf