MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS Nazca (Pacifique sud-est) par rapport à la plaque Sud-américaine Matériel : - ordinateur déplacement relatif de la plaque Nazca par rapport à la plaque sud-américaine ( échelle
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Pour la plaque Nazca le relevé s'intitule EISL (îles de Pâques) et pour la plaque sud américaine SANT (Santiago du Chili) 2°) Sur un repère orthonormé (latitude,
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Mettre en évidence le mouvement relatif des plaques dans trois contextes Pacifique RIOP Riobamba- Equateur Amérique du sud BAN2 Bangalore-Inde Inde la plaque Nazca, bien qu'elle soit océanique (GALA : 5,21 et 6,27 cm/an)
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subduction de la plaque Nazca sous la plaque sud-américaine) : http://www ac- mouvements relatifs des plaques tectoniques sont les plus fortes Les flèches
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voir annexe 1 - document 1 : carte montrant les plaques Pacifique, Cocos et Caraïbe de la région et leur mouvement respectif relatives aux mouvements des plaques, aux phénomènes l'Amérique du Sud et de l'Amérique Centrale B A
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Le mouvement des plaques tectoniques peut être mesuré par le système de le cas de la plaque Nazca (Pacifique sud-est) par rapport à la plaque sud- américaine Comment déterminer le mouvement relatif de la plaque balise GALA par
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sud-américaine et la plaque Nazca à une vitesse moyenne de 80 mm/an montre que ce mouvement relatif résulte d'un mouvement très rapide de la plaque Nazca réalisez une vue tridimensionnelle de la côte pacifique au large du pérou
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mouvements relatifs des plaques Pacifique, Nazca et sud-américaine Vous établirez par plusieurs méthodes les vitesses et les directions de ces mouvements
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La station A est sur la plaque Sud Américaine La station B est la plaque africaine La fosse du Pérou est situé dans l'océan Pacifique et borde la Cordillère des Andes La station A est située sur la plaque Nazca et la station B sur la plaque
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06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche sujet - candidat
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Le mouvement des plaques tectoniques peut être appréhendé par des mesures de positionnement GPS (Global Positioning System).
Les mesures, réalisées quotidiennement par un ensemble de satellites depuis une dizaine d"années, donnent la position en longitude et
latitude des stations au sol.On cherche à valider un mouvement de convergence à l"aide de mesures GPS de différentes stations dans le cas de la plaque
Nazca (Pacifique sud-est) par rapport à la plaque Sud-américaine.Matériel
- ordinateur comportant un tableur (EXCEL ou OPEN OFFICE) et le fichier (GPS_AmS.xls) de données numériques des
différentes stations GPS localisées sur la carte (fiche document - candidat),- fiche document et réponse - candidat (carte) à rendre à l"issue de l"épreuve, fiche réponse - candidat,
- fiche technique d"utilisation du tableur (EXCEL ou OPEN OFFICE) et fiche technique données GPS, fichier de données GPS lisibles à l"aide du tableur. Activités et déroulement des activités Capacités et critères d"évaluationBarème
1- Choisir sur la carte deux stations
(fiche document candidat) destinées à montrer le mouvement de convergence des deux plaques lithosphériques. Justifier votre choix (fiche réponse 2).2- Ouvrir le fichier " GPS_AmS.xls » avec le tableur : chaque station figure dans un onglet.
3- Tracer
le vecteur vitesse de déplacement pour chacune des deux stations en respectant la démarche suivante : - réaliser, à l"aide du logiciel, pour chaque station, le graphe représent ant le déplacement en latitude et en longitude (en cm) (2 ordonnées), en fonction du temps (en années) ; - faire apparaître sur chaque graphe, à l"aide du logiciel, les droites de régression pour les 2 séries de points (latitude et longitude) ; - faire calculer les vitesses de déplacement en latitude et en longitude (c"est-à- dire les pentes des droites de régression pour chaque station) ; - relever les valeurs dans un tableau ; - construire sur la carte fournie, pour chacune des deux stations, le vecteur vitesse du déplacement relatif de la plaque Nazca par rapport à la plaque sud-américaine (é chelle obligatoire : 1cm = 1 cm /an) ; - mesurer la valeur du déplacement.4- Montrer
que ces résultats confirment les mouvements de convergence envisagés dans le cadre de la tectonique globale. Adopter une démarche explicativeUtiliser une banque de
données numériques pour calculer le déplacementReprésenter des données sous
forme d"un tableauReprésenter des données sous
forme d"un graphiqueAdopter une démarche
explicative 2 7 4 5 206_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche technique d"utilisation d"EXCEL
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
¨ OUVERTURE D"UN FICHIER
Fichier/Ouvrir puis rechercher le répertoire contenant le fichier de donnéesSELECTION DE DONNEES
Cliquer avec le bouton gauche de la souris sur la première case des données à sélectionner
puis étendre la sélection sans lâcher le bouton gauche jusqu"à la dernière case à sélection
ou Cliquer avec le bouton gauche de la souris sur la première case des données à sélectionner
puis tenir la touche shift (flèche haute) appuyée et étendre la sélection avec les touches curseur du clavier ou bas de page/haut de page
REALISATION D"UN GRAPHIQUE
Sélectionner les colonnes contenant les données dont on veut faire un graphe : automatiquement, excel mettra en abscisses les données de la première
colonnede gauche et en ordonnées celles des différentes colonnes de droite (autant de séries de graphes que de colonnes)
Cliquer sur l"icône graphique puis choisir la représentation "nuages de points" sans ligne qui les réunissent
On peut en faisant "suivant" titrer et légender les axes dès la confection du graphique ou faire "terminer" directement
REPRESENTATION DE LA DROITE DE REGRESSION ET AFFICHAGE DE L"EQUATION DE LA DROITESélectionner le graphique en cliquant dessus (les angles et les côtés de l"ensemble apparaissent pointés)
Faire Graphique dans le menu et choisir Ajouter une courbe de tendance ; choisir une régression linéaire
Dans options, cocher - si on le désire - la case "afficher l"équation sur le graphique"ATTENTION :
si le graphique comporte plusieurs séries de points (plusieurs données en ordonnées), l"affichage de la droite de régression affectera
probablement seulement la première série de donnéesPour afficher une seconde droite de régression : cliquer sur les données (n°2) et des carrés de couleur apparaîtront, signifiant que les données sont
sélectionnéesRefaire pour la seconde série de points l"affichage de la courbe de tendance et de l"équation comme précédemment
MODIFICATION DU FORMAT DU GRAPHIQUE (Couleur, police, taille, position des légendes,...)Faire un clic droit sur l"élément à modifier et choisir dans le menu qui apparaît "format de...", faire les modifications voulues
Pour la position des légendes, du titre, la taille du graphique, on peut simplement cliquer et faire glisser l"élément souhaité
TITRE ET LEGENDES D"UN GRAPHIQUE
S"ils n"ont pas été insérés au moment de la réalisation du graphique, cliquer sur le graphique pour le sélectionner puis choisir dans le menu Graphique
puis Options du graphique : faire les ajouts ou modifications nécessaires (titre général et titres des axes X (abscisses) et Y (ordonnées)
IMPRESSION D"UN GRAPHIQUE
Sélectionner le graphique en cliquant dessus puis faire Fichier/Aperçu avant impression puis Imprimer si la présentation convient
06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche technique d"utilisation du tableur d"OPEN OFFICEMOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
· Ouverture d"un fichier
Menu Fichier/Ouvrir puis rechercher le répertoire contenant le fichier de données· Réalisation d"un graphe
Par défaut, le tableur place en abscisse les données correspondant à la colonne de gauche d"un tableau. Sélectionner l"ensemble
des données numériques nécessaires à la réalisation du graphe (abscisse et ordonnées). Pour cela, cliquer (bouton gauche de la
souris) dans la première case du tableau à sélectionner puis étirer en faisant glisser la souris et sans lâcher le bouton, jusqu"à la
dernière case de ce tableau. Les données sélectionnées apparaissent en inversion vidéo.Utiliser le menu Insertion - Diagramme... . Cliquer sur Suite. Choisir un graphique "diagramme XY" avec des données en colonne,
puis cliquer sur Suite. Choisir d"afficher uniquement les points, puis cliquer sur Suite. Cocher les cases Titres des axes X et Y, puis
compléter les titres. Cliquer alors sur Créer, le graphique apparaît. · Représentation sur un graphe de la droite de régressionSi l"on considère que tous les points du graphique sont alignés, à la marge d"incertitude près, on peut faire figurer sur le graphique
la droite représentant le déplacement moyen de la station GPS en fonction du temps. Pour cela, cliquer dans le graphique pour le
sélectionner puis utiliser le menu Insertion - Statistique. Choisir une régression linéaire (cliquer sur l"image qui la représente) puis
cliquer sur OK. · Calcul de la pente de la droite de régressionCliquer sur la case prévue pour le calcul de la pente concernant le déplacement en latitude (E3). Utiliser la fonction pente à l"aide
de l"autopilote de fonction (fx ou symbole calculatrice à gauche de la ligne de saisie). La fonction pente se trouve dans les fonctions
statistiques. Attention à bien choisir les données Y (latitude - sélectionner l"ensemble des valeurs dans la colonne B) et X (temps
dans la colonne A). La pente de la droite est ici la vitesse de déplacement de la station, en centimètres par an (suivant la longitude
ou la latitude selon les colonnes utilisé).Cliquer sur la case E4 et opérer de manière analogue pour le calcul de la pente concernant le déplacement en longitude (valeurs
dans la colonne C).06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche technique données GPS
MOUVEMENTS RELATIFS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Chaque tableau est constitué de 3 colonnes :
Nom de la station
Date en décimal station BOGT
Déplacement en latitude
Déplacement en longitude
temps (années) LAT (cm) LON (cm) Les données GPS et les vecteurs de déplacementLe déplacement des stations est mesuré par satellite (GPS) par rapport à un point fixe (cette dernière notion ne sera pas prise en compte
ici).Le déplacement de chaque station GPS peut être calculé sur une période de temps allant de quelques jours jusqu"à plusieurs années.
Dans ce dernier cas, on peut calculer une vitesse de déplacement en latitude et une vitesse de déplacement en longitude. La vitesse est
la pente de la droite de régression obtenue par calcul (fichier tableur, graphique, droite de régression). Pour obtenir le déplacement global de la station, on détermine soit mathématiquement soit graphiquement le vecteur vitesse de
déplacement à partir de ses composantes en longitude et en latitude, en cm.an -1 Détermination graphique du déplacement résultant d"une station X :On construit géométriquement le
vecteur vitesse de déplacement de la station à partir de ses déplacements en longitude et en latitude :Les calculs donnent
Vitesse de déplacement en longitude : -0,65
- donc déplacement vers l"ouestVitesse de déplacement en latitude : 1,1
+ donc déplacement vers le nord Sur le schéma ci-contre les vecteurs tracés ne sont pas à l"échelle car il s"agit d"un schéma explicatif. Latitude + (nord) vitesse de déplacement de la stationV(lat)= +1,1
longitude - (ouest) + (est)V(lon) =-0,65
- (sud)Remarque :
on travaille sur une portion de la sphère terrestre assez petite et assez éloignée des pôles pour que l"on puisse l"assimiler à
une surface plane où latitude et longitude forment un système d"axes orthonormés.06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche document et réponse - candidat (1/2)
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Etablissement : Nom : Prénom : Classe :
Quelques stations du réseau GPS de la zone étudiéeLes stations de
mesure de positionnement sont localisées par des carrés.BOGT : Bogota
BRAZ : Brasilia
CORD : Cordoba
EISL : île de Pâques
FORT : Fortaleza
GALA : îles Galapagos
KOUR : Kourou
LPGS : La Plata
SANT : Santiago du
ChiliUNSA : Salta
A rendre à l"issue de l"épreuve
06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche réponse - candidat (2/2)
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Etablissement :
Nom :Prénom :
Classe :
A rendre avec la carte
à l"issue de l"épreuve - Utiliser le verso si nécessaire.06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche barème d"évaluation
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Nom des candidats
Capacités et critères d"évaluation
(en gras, pendant la séance) Barème1- Adopter une démarche explicative
- choix justifié des stations 22 et 3- Utiliser une banque de données numériques
accès à la banque de données dans le répertoire indiqué ; - utilisation maîtrisée des fonctionnalités d"Exce l (ou tableur Open Office) à partir de la fiche technique ; - sélection des données ;- traitement des données (graphe exact, droites de régression et équations des deux droites obtenues )
1. 1 2 1 33- Représenter des données sous forme d"un tableau
- choix raisonné des intitulés des lignes et des colonnes ; - contenu exact des cases ou cellules ; - rédaction d"un titre en cohérence avec les données du tableau. 1 2 13- Représenter des données sous forme de graphique
- choix des axes (direction et sens exact) à partir des paramètres mis en relation (longitude et latitude) ; - représentation exacte du vecteur vitesse déplacement et valeur du déplacement correcte ; - soin. 2 2 14- Adopter une démarche explicative
- cohérence de l"explication reliant problème posé, choix des stations dans le but de montrer la convergence des plaques 2 NOTE /201 L"exactitude des valeurs des composantes de vitesse est évaluée (sur 3 points) en Question 3, dans le tableau.
06_I5_G_Num_10 I5- La convergence lithosphérique et ses effets : la subduction
Fiche laboratoire
MOUVEMENTS DE CONVERGENCE ET DONNEES GPS
Matériel nécessaire
- ordinateur comportant le tableur (EXCEL ou OPEN OFFICE) et le fichier (GPS_AmS.xls
) de données numériques des différentesstations GPS localisées sur la carte (fiche document candidat), installé dans le répertoire de travail,
- fiche document et réponse candidat (carte) à rendre à l"issue de l"épreuve, fiche réponse,
- fiche technique d"utilisation du tableur (EXCEL ou OPEN OFFICE) et fiche technique "Données GPS".
A préparer :
- l"installation du fichier de données GPS_AmS.xls dans le répertoire de travail indiqué aux candidats,
- le tirage papier des fiches du sujet dont la feuille réponse et la feuille document-réponse (carte), la fiche technique excel ou open-office
et la fiche technique données GPS.Ce sujet ne sera choisi que si les candidats sont familiarisés avec l"utilisation d"un tableur-grapheur comme EXCEL ou OPEN
OFFICE.
Choisir la fiche technique EXCEL ou OPEN OFFICE qui convient.Les données GPS sont extraites du site :
http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/all/ qui peut être consulté pour obtenir la carte des vecteurs dedéplacement pour toutes les stations. Pour les stations choisies ici, les résultats obtenus à partir des tableaux EXCEL sont strictement
identiques à ceux qui figurent sur cette carte.Le site SVT de l"académie de Lyon comporte un document détaillé expliquant l"utilisation des données GPS (
http://www2.ac- . La carte des vecteurs se trouve également sur cette page.Pour ce sujet, les données de déplacements de 10 stations GPS ont été sélectionnées et prétraitées. Un fichier tableur unique comporte
une feuille par station, les déplacements en latitude et en longitude figurant sur la même feuille : GPS_AmS.xls
Plusieurs choix de stations sont possibles pour le candidat : - EISL ou GALA pour la plaque Nazca et une des autres pour la plaque sud-américaine.Prescriptions (oui-non) Autorisations (oui-non)
Blouse Gants Lunettes de protection Calculette Papier brouillon Non Non non non Fourni par l"établissement
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