Fiche thématique n°3 Des laves aux roches volcaniques Fiche ...
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<strong>Fiche</strong> <strong>thématique</strong> <strong>n°3</strong><br />
<strong>Des</strong> <strong>laves</strong> <strong>aux</strong> <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong><br />
<strong>Fiche</strong> Enseignant<br />
Problématique : Comment les <strong>laves</strong> issues des magmas forment-elles des <strong>roches</strong><br />
<strong>volcaniques</strong> ?<br />
Objectifs pédagogiques :<br />
Notionnels :<br />
Le refroidissement par étapes du magma, sa solidification sous forme de crist<strong>aux</strong> ou de<br />
verre, donnent naissance <strong>aux</strong> <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong>.<br />
La structure de la roche conserve les traces de son refroidissement.<br />
Méthodologiques :<br />
S’informer : -à partir d’un document audiovisuel.<br />
-à partir d’une carte.<br />
Communiquer : -par l’écrit.<br />
-par le schéma.<br />
Raisonner : -proposer une explication à des observations.<br />
Réaliser : -une manipulation d’après un protocole.<br />
-une préparation microscopique.<br />
-un réglage, une mise au point au microscope<br />
Organisation de la séance et matériel nécessaire<br />
Durée : environ 30’ et 1h en classe<br />
Travail en groupe<br />
Matériel par groupe -un dossier<br />
dans le parc : -un crayon à papier, une gomme et des crayons de couleur<br />
-un plan du parc<br />
Matériel par groupe -un microscope polarisant ou non<br />
en classe : -2 lames et 2 lamelles<br />
-une spatule pour prélever de la vanilline<br />
-un bec bunsen ou un briquet<br />
-une boite contenant de la glace pilée ( qui peut être remplacée<br />
par un congélateur situé à proximité de la classe)<br />
A l’issue de la séance, les élèves peuvent être regroupés pour effectuer le bilan de l’activité<br />
dans l’espace La galerie des enfants situé au dessus du jardin volcanique.<br />
Démarche choisie :<br />
Cette séance est construite autour d’une activité dont les premières notions sont abordées dans<br />
le cadre de la visite de l’espace Sur la piste des volcans-Les produits <strong>volcaniques</strong>. Elle conduit
les élèves à formuler des hypothèses pour expliquer la structure microlitique commune <strong>aux</strong><br />
<strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong>, hypothèses qui donneront lieu à une expérimentation en classe. Son<br />
objectif est de montrer que les <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> ont une structure commune qui permet de<br />
les identifier puis d’établir expérimentalement le lien entre la structure et les conditions de<br />
refroidissement.<br />
Les réponses <strong>aux</strong> activités :<br />
1-<br />
Le basalte est une roche principalement associée à des manifestations <strong>volcaniques</strong> effusives.<br />
L’andésite est une roche principalement associée à des manifestations <strong>volcaniques</strong> explosives.<br />
Le basalte est une roche de teinte sombre.<br />
L’andésite est une roche de teinte claire.<br />
Le basalte est une roche formée de crist<strong>aux</strong> disposés dans une pate vitreuse.<br />
L’andésite est une roche formée de crist<strong>aux</strong> disposés dans une pate vitreuse.<br />
Le basalte est une roche constituée de crist<strong>aux</strong> d’olivine, de pyroxène et de feldspath.<br />
L’andésite est une roche constituée de crist<strong>aux</strong> de feldspath, de pyroxène et d’amphibole.<br />
2-<br />
A gauche de haut en bas : microlite, verre, gros cristal (titre : Lame mince de basalte observée<br />
au microscope).<br />
A droite de haut en bas : verre, gros cristal, microlite (titre : Lame mince d’andésite observée<br />
au microscope).<br />
3-<br />
Ces 2 <strong>roches</strong> sont formés de gros crist<strong>aux</strong>, de microlites englobés dans un verre, elles ont une<br />
structure identique dite microlitique.<br />
4-<br />
La vitesse de refroidissement du basalte est plus rapide à la surface de la coulée qu’au cœur de<br />
la coulée.<br />
5-<br />
Constituant (s) de la roche<br />
le(s) plus abondant (s)<br />
Vitesse de refroidissement<br />
(lente ou rapide)<br />
Echantillon 1 Verre, microlite rapide<br />
Echantillon 2 Gros crist<strong>aux</strong> lente
6-<br />
On peut émette l’hypothèse suivante : la taille des crist<strong>aux</strong> dépend de la vitesse de<br />
refroidissement, plus elle est élevé et plus les crist<strong>aux</strong> sont petits et inversement.<br />
7-<br />
Indique la variable de<br />
l’expérience (Ra)<br />
Formuler les conséquences<br />
vérifiables (Ra)<br />
Schématiser votre expérience<br />
et réaliser la (Ra-Re)<br />
Observer les résultats (I)<br />
Interpréter les résultats et<br />
conclure (Ra)<br />
Si la vitesse de<br />
refroidissement est faible<br />
(faible écart de température),<br />
les crist<strong>aux</strong> de vanilline<br />
formés sont de petites tailles<br />
Les crist<strong>aux</strong> de vanilline sont<br />
de grandes tailles<br />
La vitesse de refroidissement<br />
Si la vitesse de<br />
refroidissement est élevé (fort<br />
écart de température), les<br />
crist<strong>aux</strong> de vanilline formés<br />
sont de grandes tailles<br />
Les crist<strong>aux</strong> de vanilline sont<br />
de petites tailles<br />
La taille des crist<strong>aux</strong> formés dépend la vitesse de<br />
refroidissement donc l’ hypothèse est validée.<br />
8-<br />
La structure microlitique des <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> est le résultat d’un refroidissement lent, qui<br />
entraîne la formation de gros crist<strong>aux</strong>, puis d’un refroidissement rapide, qui est à l’origine de<br />
microlites et d’un verre qui englobe les crist<strong>aux</strong> déjà formés.
<strong>Fiche</strong> <strong>thématique</strong> <strong>n°3</strong><br />
<strong>Des</strong> <strong>laves</strong> <strong>aux</strong> <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong><br />
<strong>Fiche</strong> Elève<br />
Lors des éruptions <strong>volcaniques</strong>, les magmas qui se forment en profondeur arrivent en<br />
surface. Ils donnent alors des <strong>laves</strong> qui en se refroidissant se transforment en <strong>roches</strong><br />
<strong>volcaniques</strong> de nature différente.<br />
En vous rendant dans l’espace Sur la Piste des volcans Les produits <strong>volcaniques</strong> ? , vous<br />
découvrirez quelles sont les caractéristiques communes <strong>aux</strong> <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> et<br />
comment elles se forment à partir des <strong>laves</strong>.
La structure de deux <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> :<br />
le basalte et l’andésite<br />
1-Observer les panne<strong>aux</strong> et les échantillons de <strong>roches</strong> correspondants et relier entre elles les<br />
propositions exactes dans la liste suivante (I).<br />
Le basalte est une roche associée à une activité volcanique effusive<br />
L’andésite est une roche associée à une activité volcanique explosive<br />
Le basalte est une roche de teinte claire<br />
L’andésite est une roche de teinte sombre<br />
Le basalte est une roche entièrement cristallisée<br />
L’andésite est une roche formée de crist<strong>aux</strong> disposés dans une pate vitreuse<br />
Le basalte est une roche constituée de crist<strong>aux</strong> de feldspath, de pyroxène<br />
et d’amphibole<br />
L’andésite est une roche constituée de crist<strong>aux</strong> d’olivine, de pyroxène<br />
et de feldspath<br />
2-Légender les croquis d’une lame de basalte et d’une lame d’andésite observées au<br />
microscope (I).<br />
les légendes suivantes sont notées : verre volcanique*, microlite* de feldspath, gros cristal<br />
un titre est donné à chaque croquis<br />
Titre : Titre :
3-a. Comparer la structure* microscopique du basalte et de l’andésite.<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
Lexique :<br />
Microlite : Petit cristal microscopique en forme de baguette.<br />
Structure : Disposition des différents constituants d’une roche les uns par rapports <strong>aux</strong><br />
autres. Les <strong>roches</strong> entièrement cristallisées ont une structure dite grenue, les <strong>roches</strong> formées<br />
de crist<strong>aux</strong> en forme de baguettes englobés dans une pate vitreuse ont une structure dite<br />
microlitique.<br />
Verre volcanique : Matière minérale refroidie très rapidement et n’ayant pas eu le temps<br />
de cristalliser. Il apparaît noir opaque au microscope.
Une explication de la structure des <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong><br />
Deux échantillons de basaltes sont prélevés dans une coulée refroidie : l’un à la surface<br />
(échantillon 1) , l’autre au cœur de la coulée (échantillon 2) .<br />
Les croquis ci-dessous ont été réalisés à partir de l’observation au microscope d’une<br />
lame mince de l’échantillon 1 ( à gauche) et de l’échantillon 2 ( à droite).<br />
4-Comparer la vitesse de refroidissement du basalte à la surface de la coulée et au cœur de la<br />
coulée (Ra).<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
5-Compléter le tableau suivant en vous aidant des croquis des lames minces des échantillons 1<br />
et 2 (I).<br />
Echantillon 1<br />
Echantillon 2<br />
Constituant (s) de la roche<br />
le(s) plus abondant (s)<br />
Vitesse de refroidissement<br />
(lente ou rapide)<br />
6-Proposer une hypothèse pour expliquer la présence de crist<strong>aux</strong> de différentes tailles (gros<br />
crist<strong>aux</strong> et microlites) dans les <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> (Ra).<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………<br />
…………………………………………………………………………………………………
Afin de vérifier votre hypothèse, vous disposez d’une substance chimique appelée<br />
vanilline qui se présente sous forme de crist<strong>aux</strong> et fond rapidement au contact d’une<br />
flamme (environ 80°C). quand elle se refroidit, son comportement est voisin de celui<br />
d’un magma qui se refroidit : elle vous servira de modèle.<br />
Le matériel suivant est à votre disposition pour l’expérience :<br />
-un microscope pour observer les crist<strong>aux</strong> formés,<br />
-des lames et des lamelles,<br />
-un flacon de vanilline,<br />
-une spatule,<br />
-un briquet,<br />
-une boite contenant de la glace pilée ou un congélateur.<br />
Pour réaliser l’expérience, vous suivrez les consignes suivantes :<br />
1 ère manipulation<br />
1-Déposer un peu de poudre de vanilline au centre de la lame.<br />
2-Recouvrir d’une lamelle.<br />
3-Porter la lame au-dessus d’un bec Bunsen ou de la flamme d’un briquet. Retirer sans<br />
attendre la lame lorsque la fusion de la vanilline est réalisée et appuyer avec l’ongle sur la<br />
lamelle pour réduire le plus possible l’épaisseur de la couche de liquide.<br />
4-Observer au faible grossissement du microscope.<br />
2 ème manipulation<br />
1-Déposer un peu de poudre de vanilline au centre de la lame.<br />
2-Recouvrir d’une lamelle.<br />
3-Porter la lame au-dessus d’un bec Bunsen ou de la flamme d’un briquet. Retirer sans<br />
attendre la lame lorsque la fusion de la vanilline est réalisée et appuyer avec l’ongle sur la<br />
lamelle pour réduire le plus possible l’épaisseur de la couche de liquide.<br />
4-Placer immédiatement la lame au congélateur<br />
(-12°C) ou sur une boîte contenant de la glace pilée pendant 5 minutes<br />
5-Observer de nouveau au faible puis au moyen grossissement.
7-Compléter le tableau suivant (C).<br />
Indique la variable de<br />
l’expérience (Ra)<br />
Formuler les conséquences<br />
vérifiables (Ra)<br />
Schématiser votre expérience<br />
et réaliser la (Ra-Re)<br />
Observer les résultats (I)<br />
Interpréter les résultats et<br />
conclure (Ra)<br />
8-Compléter le texte suivant à partir de vos résultats (C).<br />
La structure………………des <strong>roches</strong> <strong>volcaniques</strong> est le résultat d’un refroidissement<br />
……….., qui entraîne la formation de gros crist<strong>aux</strong>, puis d’un refroidissement………….., qui<br />
est à l’origine de ……………..et d’un …………………….qui englobe les crist<strong>aux</strong> déjà<br />
formés.