Séismes et volcans — Exercices

Identifier, comparer, localiser et raisonner sur les phénomènes géologiques. Corrigé complet en fin de fiche.

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1Vocabulaire géologique/ 4 pts

Associe chaque terme (1 à 4) à sa définition (A à D). Chaque terme n'est utilisé qu'une seule fois.
Termes : 1. Foyer — 2. Épicentre — 3. Magma — 4. Magnitude
Définitions :
A. Roche fondue en profondeur, qui devient de la lave lorsqu'elle atteint la surface.
B. Point à la surface du sol, à la verticale du foyer.
C. Mesure de l'énergie libérée par un séisme.
D. Point en profondeur où se produit la rupture à l'origine d'un séisme.

1. Foyer → ?
2. Épicentre → ?
3. Magma → ?
4. Magnitude → ?

2Analyser un séisme/ 3 pts

Le 16 avril 2016, un séisme de magnitude 7,8 a frappé l'Équateur. Le foyer se trouvait à 20 km de profondeur, sous la ville de Pedernales.

Où se situe l'épicentre de ce séisme ?
Pourquoi les dommages ont-ils été les plus importants à Pedernales ?
Ce séisme est-il plus ou moins puissant qu'un séisme de magnitude 5,8 ? Justifie ta réponse.

3Comparer deux volcans/ 4 pts

Pour chaque critère, compare le Piton de la Fournaise (La Réunion) et le Mont Pelée (Martinique, éruption de 1902).

Quel est le type d'éruption de chaque volcan (effusive ou explosive) ?
Quelle est la fluidité de la lave dans chaque cas ?
Quel est le principal danger pour les populations habitant à proximité de chaque volcan ?
Peut-on observer le Piton de la Fournaise en éruption relativement facilement ? Justifie.

4Répartition géographique/ 3 pts

Réponds aux questions suivantes en utilisant tes connaissances de cours.

Comment appelle-t-on la principale zone de séismes et de volcans qui entoure l'océan Pacifique ?
Qu'est-ce qu'une dorsale océanique ? Quel phénomène géologique y est associé ?
Pourquoi les îles Hawaï sont-elles volcaniques alors qu'elles ne se trouvent pas à une limite de plaques ?

5Problème : implanter une ville/ 6 pts

Un gouvernement doit choisir où construire une nouvelle ville. Deux sites sont proposés :

Site A : à la limite de deux plaques tectoniques, à 15 km d'un volcan effusif actif (dernière éruption : il y a 2 mois).
Site B : à l'intérieur d'une plaque tectonique, loin de tout volcan, mais la région a connu un séisme de magnitude 6,5 il y a 50 ans.

Identifie les risques géologiques de chaque site.
Quel site te semble le plus risqué ? Justifie ta réponse en utilisant les notions du cours.
Quelles mesures de prévention seraient adaptées pour le site finalement choisi ?

Corrigé détaillé

1Vocabulaire géologique

1. Foyer \(\text{Le foyer est le point en profondeur où se produit la rupture.}\) \(\text{1 → D}\)

2. Épicentre \(\text{L'épicentre est le point en surface à la verticale du foyer.}\) \(\text{2 → B}\)

3. Magma \(\text{Le magma est la roche fondue en profondeur, qui devient lave en surface.}\) \(\text{3 → A}\)

4. Magnitude \(\text{La magnitude mesure l'énergie libérée par un séisme.}\) \(\text{4 → C}\)

2Analyser un séisme

a) \(\text{L'épicentre est à la verticale du foyer, qui se situe sous Pedernales.}\) \(\text{L'épicentre se situe à Pedernales (Équateur).}\)

b) \(\text{Les ondes sismiques partent du foyer et s'atténuent avec la distance. L'épicentre est le point de surface le plus proche du foyer.}\) \(\text{Pedernales est à la verticale du foyer : les ondes sismiques y arrivent en premier et avec le maximum d'énergie, causant les dégâts les plus importants.}\)

c) \(\text{7,8 > 5,8 sur l'échelle de Richter. Chaque degré supplémentaire représente environ 30 fois plus d'énergie libérée.}\) \(\text{Le séisme de magnitude 7,8 est bien plus puissant que celui de magnitude 5,8. Un écart de 2 degrés représente environ 30 × 30 = 900 fois plus d'énergie libérée.}\)

3Comparer deux volcans

a) Type d'éruption \(\text{Lave fluide → gaz s'échappent facilement → effusif. Lave visqueuse → gaz piégés → explosif.}\) \(\text{Piton de la Fournaise : effusive. Mont Pelée : explosive.}\)

b) Fluidité de la lave \(\text{La fluidité conditionne directement le type d'éruption.}\) \(\text{Piton de la Fournaise : lave fluide. Mont Pelée : lave visqueuse.}\)

c) Principal danger \(\text{Effusif : coulées de lave lentes. Explosif : nuées ardentes rapides (gaz brûlants + cendres + blocs).}\) \(\text{Piton de la Fournaise : coulées de lave (danger si l'on reste sur le trajet). Mont Pelée : nuées ardentes — elles ont détruit Saint-Pierre en quelques minutes en 1902, tuant environ 30 000 personnes.}\)

d) Observation \(\text{Lave fluide = écoulement lent et prévisible → observation encadrée possible. Nuées ardentes = soudaines et rapides → approche mortelle.}\) \(\text{Oui : les coulées du Piton de la Fournaise sont lentes et les zones à risque délimitées, ce qui permet une observation encadrée. Ce n'est pas le cas pour un volcan explosif comme le Mont Pelée.}\)

4Répartition géographique

a) \(\text{Zone bordant l'océan Pacifique, concentrant environ 80 % des séismes mondiaux.}\) \(\text{La ceinture de feu du Pacifique.}\)

b) \(\text{Dorsale = limite de divergence : deux plaques s'écartent, du magma remonte et se solidifie pour former du nouveau plancher océanique.}\) \(\text{Une dorsale océanique est une chaîne de montagnes sous-marine à la limite de deux plaques qui s'écartent. Du magma y remonte en permanence : on y observe des éruptions volcaniques sous-marines continues.}\)

c) \(\text{Point chaud = panache de magma fixe dans le manteau. La plaque Pacifique se déplace au-dessus de ce point fixe.}\) \(\text{Hawaï est situé au-dessus d'un point chaud : une zone particulièrement chaude du manteau fait remonter du magma à travers la plaque. Comme la plaque se déplace lentement, un chapelet d'îles volcaniques se forme progressivement.}\)

5Problème : implanter une ville

a) Risques de chaque site \(\text{Site A : limite de plaques → séismes fréquents + volcan effusif actif → coulées de lave. Site B : intérieur de plaque → séismes rares ; aucun volcan.}\) \(\text{Site A : risque sismique élevé (limite de plaques) et risque volcanique (coulées de lave, volcan actif). Site B : risque sismique faible (un seul séisme connu il y a 50 ans, intérieur de plaque) ; aucun risque volcanique.}\)

b) Site le plus risqué \(\text{Site A cumule deux aléas. Volcan actif (éruption il y a 2 mois). Limite de plaques = séismes réguliers.}\) \(\text{Le Site A est le plus risqué : il cumule risque sismique et risque volcanique, avec un volcan encore actif (éruption très récente). Le Site B ne présente qu'un risque sismique faible et isolé.}\)

c) Mesures de prévention (Site B) \(\text{Constructions résistantes aux séismes, détection précoce, organisation des secours.}\) \(\text{Pour le Site B : construction de bâtiments parasismiques (conçus pour résister aux secousses) ; installation d'un réseau de capteurs sismiques pour alerter la population ; élaboration d'un plan d'évacuation et organisation d'exercices réguliers.}\)