Univers Terre et espace

1. L’UNIVERS TERRE & ESPACE
CHAPITRE 5
LA TERRE : SES CARACTÉRISTIQUES, SES PHÉNOMÈNES
NOM : _____________________
FOYER : _______
Document de l’enseignant
2014-2015

2. TABLE DES MATIÈRES
Table des matières ..........................................................................................................................................2
5.1 Les types de roches ...................................................................................................................................3
Distinction entre une roche et un minéral............................................................................................3
Roche ignée...........................................................................................................................................4
Roche sédimentaire ..............................................................................................................................6
Roche métamorphique .........................................................................................................................8
Cycle des roches..................................................................................................................................10
5.2 Les minéraux............................................................................................................................................11
Les cristaux..........................................................................................................................................11
Identification des minéraux ................................................................................................................12
5.3 Les types de sols......................................................................................................................................15
Formation d’un sol ..............................................................................................................................15
Particule du sol....................................................................................................................................16
Type de sol ..........................................................................................................................................17
5.4 Manifestation naturelle de l’énergie.......................................................................................................18
L’énergie solaire ..................................................................................................................................18
Le vent.................................................................................................................................................19
5.5 Les ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables.........................................................20
Énergie renouvelable ..........................................................................................................................20
Énergie non renouvelable ...................................................................................................................22
Notes supplémentaires .................................................................................................................................24
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3. 5.1 LES TYPES DE ROCHES
Définition Les roches de la lithosphère sont des matériaux naturels, généralement
solides, formés de minéraux. On distingue trois types de roches selon leur
mode de formation :
• roches ignées;
• roches sédimentaires;
• roches métaphormiques.
DISTINCTION ENTRE UNE ROCHE ET UN MINÉRAL
Les minéraux sont des substances homogènes alors que les roches sont des
assemblages de minéraux différents.
Exemple
Le granite (roche) est formé de quartz, biotite (une sorte de mica) et de
feldspath.
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4. ROCHE IGNÉE
Définition Une roche ignée est une roche qui résulte du refroidissement du magma (à
l’intérieur de la Terre) ou de la lave (à l’extérieur de la Terre).
Il existe deux types de roches ignées :
• extrusives;
• intrusives.
Extrusive
• Formée en surface de la croute terrestre, généralement due au refroidissement
de la lave après une éruption volcanique;
• Refroidissement rapide, ce qui empêche la formation de gros grains;
• Structure vitreuse ou grains fins.
Exemple
Obsibienne (structure vitreuse) Rhyolite (structure à grains fins)
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5. Intrusive
• Formée à l’intérieur de la croute terrestre lorsque le magma ne remonte pas à
la surface de la Terre et crée une poche de magma;
• Refroidissement très lent, ce qui permet la formation de gros cristaux de
minéraux dans la roche.
Exemple
Gabbro Diorite
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6. ROCHE SÉDIMENTAIRE
Définition Roche formée par l’accumulation graduelle de sédiments. Elle se compose de
particules de taille variable provenant de l’érosion des roches et/ou des êtres
vivants (coquilles, squelettes, etc.).
Il existe deux types de roches sédimentaires :
• Roche sédimentaire détritique;
• Roche sédimentaire chimiques.
Détritique
• Formée par l’accumulation de débris;
• Ces débris ce compactent et se cimentent et deviennent des roches;
• Structure en strates de couleur très semblable ou structure en petits grains.
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7. Exemple
Grès Shale
Chimique
• Formée parce qu’une substance devient trop concentrée dans l’eau et
précipite;
• Les sédiments qui s'accumulent proviennent de la précipitation de substances
présentes dans l'eau ou proviennent principalement de l’évaporation de l’eau
de mer riche en sels minéraux;
• Structure en petit grain.
Exemple
Calcaire
(compososée de carbonate de calcium)
Dolomite
(composée de carbonate de calcium et
de magnésium)
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8. ROCHE MÉTAMORPHIQUE
Définition Roche qui a subi une transformation provoquée par la chaleur et/ou la pression
présente dans la lithosphère. Ce type de roche provient des roches
sédimentaires et ignées.
Il existe deux types de roches métamorphiques :
• roches métamorphiques de contact;
• roches métamorphiques régionales.
De contact
• Souvent formée autour du magma, dû à la chaleur dégagée par le magma qui
se refroidit;
• On retrouve habituellement ces roches de chaque côté d’une zone de roches
ignées intrusives;
• Autrefois des roches sédimentaires.
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9. Exemple
marbre Quartzite
Régionale
• Formée par la collision entre deux plaques tectoniques qui exercent une
grande pression sur les roches ce qui les fait plisser. Il y a alors recristallisation
et réarrangement des minéraux contenus dans les roches préexistantes;
• Structure en forme de pli et ondulation;
• Reconnaissables par la présence de bandes (claires et foncées) de minéraux.
Exemple
Gneiss Schiste (Shale sans hydrocarbure)
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10. CYCLE DES ROCHES
Débris
Fonte
Fonte
Refroidissement
Sédimentation
Érosion
Érosion
Chaleur et
pression
Chaleur et
pression
Érosion
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11. 5.2 LES MINÉRAUX
Définition Un minéral est généralement une substance solide, naturelle, homogène,
possédant une composition chimique définie et une structure atomique
ordonnée que l’on nomme cristal.
• Les minéraux sont les constituants des roches.
Exemple
L’améthyste L’halite
LES CRISTAUX
À l’état solide, les atomes ou molécules d’une même substance s’assemblent de
manière ordonnée de sorte qu’ils forment des cristaux. Un minéral se cristallise en
formant toujours le même motif.
Cubique
Exemples :
• Halite
• Cuivre
• Argent
Dipyramide
Exemples :
• Quartz
• Saphir
• Calcite
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12. IDENTIFICATION DES MINÉRAUX
Éclat
C’est la façon dont la lumière est réfléchie sur la surface d’un minéral.
• Il existe deux types d’éclats : métallique et non-métallique.
Couleur à l’état solide
C’est la couleur du minéral. Ce n’est pas une caractéristique fiable car on retrouve
plusieurs couleurs pour un même minéral (impuretés). Les experts doivent casser le
minéral pour mieux voir la couleur non altérée.
Couleur du trait
C’est la couleur que laisse la poussière d’un minéral frotté sur une plaque de
porcelaine ou de céramique. Tous les minéraux métalliques ont un trait foncé.
Magnétisme
Il va donc être attiré par un aimant ou il va faire dévier l’aiguille d’une boussole. Peu
de minéraux sont magnétiques.
Effervescence
C’est la réaction avec l’acide chlorhydrique. La présence de carbonates dans le
minéral va produire un bouillonnement. Peu de minéraux sont effervescents.
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13. Clivage
C’est la tendance chez certains minéraux à se briser suivant des plans
géométriques. Un minéral peut avoir un, deux ou trois plans de clivage, mais
plusieurs n’en ont aucun. On parle alors de cassure.
Masse volumique
C’est la masse d’un minéral par unité de volume. Les unités de mesure sont le g/ml
ou le g/cm3.
Comment calculer la masse volumique (ρ) en laboratoire?
1. Peser l’échantillon avec la balance.
2. Mesurer son volume à l’aide du vase trop-plein et du cylindre gradué.
3. Diviser la masse par le volume.
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14. Dureté
• C’est la résistance d’un minéral à se faire rayer.
• Un minéral peut en rayer un autre de dureté inférieure ou égale à la sienne.
• On compare la dureté des minéraux en les rayant entre eux ou à l’aide d’objets
usuels comme un ongle, une plaque de cuivre et un clou de fer. L’échelle de
Mohs classe les minéraux selon leur dureté (1 à 10).
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15. 5.3 LES TYPES DE SOLS
Définition Le sol est la couche superficielle et meuble (peu compacte) de la croûte
terrestre. C’est la couche qui se retrouve au-dessus de la roche mère.
FORMATION D’UN SOL
Étape 1
Dégradation de la roche mère par les agents
d’érosion comme l’eau et le vent.
Étape 2
Ajout de matières organiques qui provient de la
décomposition des organismes vivants (humus).
Elle donne la couleur noire au sol.
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16. Étape 3
Épaississement du sol par l’accumulation de
matières organiques et de débris amenés par
l’érosion.
Plus le sol est vieux, plus il s’épaissira si les élément
ont la possibilité de s’accumuler
PARTICULES DU SOL
• On classe les sols d’après la taille des particules qu’ils contiennent.
• Selon le type de roches (plus ou moins dure) et la force des agents d’érosion
(l’eau, le vent, etc.), cette dégradation peut produire des particules plus ou
moins grosses.
La particules minérales du sol
Matériau du sol Grosseur des particules Caractéristique des particules
Argile Inférieure à 0.002 mm
Peut retenir une très grande
quantité d’eau
Limon 0.002mm > 0.05 mm
Peut retenir une grande quantité
d’eau
Sable 0.05 >2mm
Peut retenir une faible quantité
d’eau
Gravier Supérieure à 2 mm
Peut retenir une très faible
quantité d’eau à nulle
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17. TYPE DE SOL
Argileux
• Contient majoritairement de l’argile.
• Ses particules restent collées ensemble
comme de la pâte à modeler.
• Laisse peu circuler l’air et l’eau mais retient
beaucoup d’eau.
• Truc : tache les mains
Limoneux
• Contient majoritairement du limon.
• Ses particules restent ensemble mais se
désagrègent en petits morceaux lorsqu’on les
manipule.
• Laisse mieux circuler l’air et l’eau mais s’érode
facilement.
Sableux
• Contient majoritairement du sable.
• Ses particules ne se tiennent pas ensemble et
glissent entre les doigts.
• Il laisse s’infiltrer et s’écouler facilement l’eau.
• Ne convient pas aux végétaux qui ont besoin
de beaucoup d’eau.
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18. Humifère
• Contient majoritairement de la matière
organique.
• Il retient bien l’eau.
• Il est de couleur foncée.
5.4 Manifestation naturelle de l’énergie
Définition L’énergie, c’est la capacité de provoquer un changement.
L’ÉNERGIE SOLAIRE
Dans la nature, l’énergie se manifeste de plusieurs manières. Par contre, c’est
l’énergie solaire qui est à l’origine de la plupart des autres formes d’énergie.
• L’énergie solaire est indispensable à la photosynthèse qui est à la base de la
chaîne alimetaire.
• L’énergie solaire est le moteur de presque tous les phénomènes
météorologiques de la Terre.
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19. LE VENT
Définition Le vent est un déplacement d’air causé par la différence de pression entre
deux masses d’air et par la rotation de la Terre.
Formation du vent
1. Le Soleil ne réchauffe pas la Terre également.
2. Quand l’air se réchauffe, il occupe un volume plus grand (basse pression) et il
s’élève.
3. Quand l’air se refroidit (en hauteur), il occupe un volume plus petit (haute
pression) et descend.
4. On observe un déplacement horizontal de l’air de la zone de haute pression
vers la zone de basse pression. C’est ce qu’on appelle le vent.
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20. 5.5 LES RESSOURCES ÉNERGÉTIQUES RENOUVELABLES ET
NON RENOUVELABLES
ÉNERGIE RENOUVELABLE
Définition C’est une source d’énergie qui se recrée naturellement et en quantité
suffisante par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.
Solaire
• Photovoltaïque : Utilise le rayonnement
solaire pour produire de l’électricité
• Thermique : Utilise la chaleur du Soleil pour
réchauffer de l’eau (piscine). On peut aussi
amener l’eau à ébullition pour produire de
l’électricité grâce à la vapeur.
• Le Soleil éclairera la Terre pendant encore
cinq milliards d’années.
Éolienne
• Transforme l’énergie cinétique du vent en
énergie électrique.
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21. Hydraulique
• Transforme l’énergie cinétique de l’eau en
électricité. On peut utiliser des barrages ou
utiliser le courant des fleuves et des rivières.
• On peut aussi utiliser l’énergie de l’eau
provoquée par le phénomène des marées
(énergie marémotrice).
Biomasse
La biomasse est le terme employé pour désigner
l’ensemble de la matière vivante qui peut devenir
source d’énergie.
• -Bois
• -Maïs (Éthanol)
• -Biogaz
• -Déchets
Géothermie
• On peut utiliser la chaleur du magma qui se
diffuse dans la croûte terrestre pour chauffer
des édifices ou faire de l’électricité.
• Il se passera des millions d’années avant que
le planète se refroidisse.
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22. ÉNERGIE NON RENOUVELABLE
Définition C’est une source d’énergie qui ne se recrée pas naturellement, ou qui ne se
recrée pas en quantité suffisante par rapport à la vitesse à laquelle on l’utilise.
Nucléaire
Cette énergie provient de la division d'atomes
qui, en se divisant, libèrent de la chaleur. Les
centrales nucléaires transforment cette
chaleur en énergie électrique. Cette énergie
provient d’éléments qui dégagent
naturellement un rayonnement très énergétique, la radioactivité.
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23. Fossile
• L’énergie fossile provient de la transformation de la matière organique
(vivante) en substance minérale selon un long processus.
• Même si elle est produite par la nature, elle est dite non-renouvelable parce
qu’elle prend des millions d’années à se former.
• Les trois formes d’énergie fossile sont :
 Pétrole (liquide)
 Méthane (gazeux)
 Charbon (solide)
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24. NOTES SUPPLÉMETAIRES
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