TP - Paléomagnétisme et expansion océanique


Fichiers joints
BO :
La tectonique des plaques : l'histoire d'un modèle (1-B)


Problématique scientifique :

A la fin des années 1950, on découvre que le magnétisme terrestre peut être enregistré dans certaines roches au moment de leur formation. Les découvertes des variations du flux thermique (premières mesures au début des années 1950) et de la topographie océanique (début des années 1960) permettent d'imaginer une expansion océanique par accrétion de matériau remontant à l'axe des dorsales.
Comment les informations issues du magnétisme de certaines roches ont-elles validé l'hypothèse d'une expansion des fonds océaniques au niveau des dorsales ?

Pour aller plus loin :

On peut montrer que certaines roches ont des propriétés magnétiques :
  1. Placer une boussole sur la paillasse et repérer le Nord magnétique.
  2. Placer un échantillon de magnétite en direction opposée à un dizaine de centimètres (distance suffisante).
  3. Rapprocher progressivement et de façon linéaire l'échantillon de la boussole.
  4. Indiquer comment se comporte l'aiguille de la boussole. Quelle(s) conclusion(s) en tire-t-on ?
  5. Mesurer l'intensité du champ magnétique à proximité de la roche à l'aide d'un teslamètre.

Afin d'illustrer le fait que l'aimantation d'une roche s'acquiert lors de son refroidissement (aimantation thermorémanente d'un matériau ferromagnétique), on montre qu'un clou perd ses propriétés magnétiques lorsqu'il est chauffé au rouge mais les retrouve lorsqu'il refroidit (point de Curie).
On peut enfin modéliser l'enregistrement d'une inversion magnétique et la notion d'anomalie magnétique :
  1. Mesurer et noter à l'aide d'un teslamètre la valeur du champ magnétique terrestre.
  2. Placer à l'extrémité du teslamètre un des pôles d'un barreau aimanté et noter la valeur mesurée.
  3. Faire de même en inversant le pôle du barreau à proximité de la sonde du teslamètre.






Mode opératoire

Des activités pratiques simples (voir également Pour aller plus loin) peuvent être réalisées en amont avant d'aborder l'enregistrement océanique d'anomalies magnétiques à partir de l'exploitation d'un modèle.


Avant le TP

Mesurer l'intensité du champ magnétique émanant d'une roche : la magnétite.
Mesurer l'intensité du champ magnétique émanant d'une roche : la magnétite.


Pendant le TP

1. Réaliser et annoter le profil bathymétrique des fonds océaniques selon les lignes horizontales tracées sur le fond de carte (profondeur : 1 cm = 500 m – distance : conserver l'échelle du document).
2. Mesurer à l'aide d'un teslamètre les valeurs du champ magnétique le long des lignes horizontales.
3. Repérer la position des valeurs maximales et minimales. Noter les mesures dans un tableau de valeur.
4. Représenter graphiquement les variations mesurées en fonction de la distance.
5. Mettre en relation le profil bathymétrique et le graphique dans le cadre de la problématique formulée.
Comprendre les anomalies magnétiques.
Comprendre les anomalies magnétiques.


Résultats et exploitations

Exemple de profil bathymétrique obtenu au niveau de la première ligne horizontale.
Exemple de profil bathymétrique obtenu au niveau de la première ligne horizontale.


On constate des variations de l'intensité du champ magnétique le long du profil. Ces variations sont à peu près symétriques par rapport à la zone axiale. Ces données confirment ainsi l'hypothèse d'une expansion océanique au niveau de la dorsale.

Exemple de résultats obtenus avec le logiciel atelier scientifique

Exemple de graphique obtenu au niveau de la première ligne horizontale. NB : le zéro correspond à la valeur initiale mesurée par le teslamètre après calibrage (valeur de référence).

De la même manière, l'acquisition de données peut être réalisée en Expérimentation Assisté par Ordinateur avec un capteur teslamètre (capteur de champ magnétique).
Exemple de graphique obtenu au niveau de la première ligne horizontale. NB : le zéro correspond à la valeur initiale mesurée par le teslamètre après calibrage (valeur de référence).
Exemple de résultats obtenus avec le logiciel atelier scientifique


En résumé

La mise en évidence de bandes d'anomalies magnétiques symétriques par rapport à l'axe des dorsales océaniques, corrélables avec les phénomènes d'inversion des pôles magnétiques (connus depuis le début du XXe siècle), permet d'éprouver l'hypothèse d'une expansion océanique au niveau des dorsales.
Articles concernés
Boussole simple (26301484)4,32 € TTC
Miniteslamètre T100 Monoaxial (29201384)239,20 € TTC
Magnétite (lot de 6 roches) (50604784)32,20 € TTC
Maquette Expansion océanique (50704184)59,80 € TTC