Cela faisait un moment que je n’avais pas fait une petite expérience scientifique à portée des enfants. Voici la faute corrigée, avec cette expérience de géologie : la techtonique des plaques (en tout cas les conséquences du choc des continents) expliquée aux enfants. Tout d’abord, on va créer une presse en légo pour pouvoir faire s’écraser nos plaques terrestres l’une contre l’autre. Nous avons utilisé des légo-duplo et fabriqué un U de 2 briques de haut. Fabriquer un U en légo était déjà un bel exercice de réflexion pour Mr T. On obtient ainsi 2 plaques terrestres, formées de diverses couches. Les plaques terrestres, en se heurtant, se sont plissées et ont donné naissance à une (petite) montagne !
Mr T. a apprécié et a voulu renouveler l’expérience à plusieurs reprises, avant d’attaquer la croûte terrestre au couteau et de creuser des trous dans les montagnes en se prenant pour Dieu. Les plaques terrestres sont formées de plusieurs couches de roches solides. Ces plaques reposent sur une couche de roches plus pâteuses (le manteau terrestre). Celles-ci se heurtent donc parfois et se plissent comme la pâte à modeler de notre expérience. Parfois ce choc fait naître une montagne. A noter que certaines montagnes se forment lorsqu’une plaque glisse sous une autre, plutôt que de s’écraser contre. C’est le cas quand une plaque océanique (plus lourde) heurte une plaque continentale (plus légère).
Que les amateurs de géologie excusent mes approximations et raccourcis mais ils ont suffi à Mr T. qui a su montrer à son papa le soir venu que les montagnes seFormeraient « comme ça », en faisant se heurter ses doigts et former une pointe vers le plafond. Aujourd'hui, dans cet atelier, nous allons fabriquer la planète Terre en pâte à modeler Play-Doh. Le 10 Décembre est la journée internationale des Droits de l'Homme, et à cette occasion, nous plantons son drapeau sur la planète bleue !
Matériel utilisé: 2 pots de pâte à modeler Play-Doh (bleue et verte), 1 couteau Play-Doh, 1 rouleau Play-Doh, une paire de ciseaux, le patron de la carte du monde simplifiée qui se trouve sous le tutoriel. Comment faire la Terre en pâte à modeler ? Fait une très grosse boule de pâte à modeler bleue. Découpe la carte du monde simplifiée. Avec le rouleau Play-Doh, aplatis de la pâte à modeler verte. Pose les continents en papier sur la pâte à modeler verte, ils ne devraient pas bouger. Avec le couteau Play-Doh, coupe la pâte à modeler autour de la carte. Retire l'excédent de pâte à modeler et le papier. En t'aidant du couteau, décolle les continents de la table et pose-les sur la boule bleue.
« Pour rendre les sciences de la Terre accessibles à tous, le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) propose des expériences pratiques, à réaliser en classe ou à la maison. À travers une vidéo ludique et pédagogique, Blandine Gourcerol, géologue au BRGM, invite les enfants à explorer les différentes couches terrestres », apprend-on sur le site de l’organisme. Soutenez le Café pédagogique et recevez ce livre en cadeau. Jusqu’au 15 août, le Café pédagogique vous offre cet ouvrage pour toute adhésion à l’association : le livre L’École face à l’IA de Jean-Michel Le Baut (ESF), au format numérique. En profitant de cette offre, vous accompagnez un média indépendant qui pourra poursuivre son travail.
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La planète Terre a une structure interne composée de quatre couches : la croute supérieure, le manteau, le noyau externe et le noyau interne. La croute terrestre est la couche externe et la plus mince, dont une partie est constituée par les continents. La couche suivante est le manteau, la couche la plus épaisse du globe. Pour faire une Terre en trois dimensions, vous pouvez prendre de l’argile à modeler ou fabriquer une pâte qui aura le même usage. Dans un cas comme dans l’autre, vous aurez besoin de colorants : jaune, orange, rouge, marron, vert et bleu. Si vous avez de l’argile ou de la pâte à modeler, vous pouvez passer tout de suite à l’étape suivante. Mélangez tous vos ingrédients (farine, sel, bitartrate de potassium, huile et eau), il ne doit pas y avoir de grumeaux. Mettez cette pâte à cuire à feu doux dans une cocotte et remuez en permanence. Au fil de la cuisson, la pâte s’épaissit naturellement. Vous allez devoir faire six boules que vous teinterez. Commencez par en faire deux petites de la taille d’une balle de golf, puis faites-en deux de taille moyenne et enfin, deux grosses. Vous allez devoir les teinter en leur ajoutant, à chacune, un colorant particulier. Vous allez construire un globe terrestre depuis la couche la plus profonde jusqu’à celle de surface. La boule rouge est ici le noyau interne et la pâte orange autour sera le noyau externe. Cette dernière représente le manteau et doit comme la couche précédente recouvrir la boule orange. Comme la pâte jaune est plus abondante (le manteau est la couche la plus épaisse du globe), elle va représenter une couche épaisse qui devra être homogène. Modelez toujours de façon à garder la forme sphérique. Pour cette pâte jaune, le plus simple est le étaler au rouleau en une couche homogène, puis de l’appliquer autour du globe commencé. Comme précédemment, aplatissez la boule marron au rouleau en une couche homogène. Cette couche est très mince, c’est normal, c’est la couche la plus fine du globe. Comme précédemment, aplatissez la boule bleue en une mince couche homogène : ce seront les océans. Pour terminer, découpez la pâte verte en morceaux qui ressembleront approximativement aux continents. Appliquez-les aux endroits où ils sont censés être. Posez votre miniplanète sur une planche à découper en sorte que les pôles soient à droite et à gauche. Préparez quatre étiquettes sur lesquelles vous écrirez sur la moitié de la longueur : croute, manteau, noyau externe et noyau interne. Pliez les bandes en leur milieu et placez-les au sommet des cure-dents, comme un petit drapeau, en les collant. Comme vous avez deux moitiés de globe, vous en prenez une pour exposer les couches internes et vous placez l’autre dans l’autre sens pour montrer les océans et les continents. Vous pouvez préparer une petite feuille indicative que vous placerez à côté de votre globe. La croute terrestre a ceci de particulier qu’il en existe de deux types : la croute continentale et la croute océanique. Le manteau représente environ 84 % du volume total de la Terre. Le manteau est considéré comme solide, mais se comporte comme un fluide à plus ou moins forte viscosité. Le noyau externe est, pense-t-on, liquide et composé à 80 % de fer. Le noyau interne est majoritairement composé de fer et de nickel (« nife »), mais l’on y trouve des éléments plus rares comme de l’or, de l’argent et du platine. Le principe est le même que le modèle en pâte, à la différence près que celui-ci est en deux dimensions seulement, sous la forme de disques de couleur. Tracez quatre cercles de tailles différentes, un sur chacune des feuilles de couleur. Le noyau interne sera tracé sur la feuille blanche, le noyau interne sera en bleu, le manteau, en orange et la croute terrestre sera représentée en marron. ces diamètres peuvent être changés, le tout étant que les rapports entre ces dimensions restent les mêmes. Une fois les cercles correctement tracés, prenez une paire de ciseaux et découpez consciencieusement selon le trait. Il n’est pas toujours facile de découper en arrondi, faites de votre mieux. Ensuite, empilez-les, le cercle le plus grand en premier, puis les autres par ordre décroissant de diamètre. Collez cet ensemble sur une feuille cartonnée plus grande. Le but est d’utiliser une boule de polystyrène dont vous retirerez un quart afin de bien voir les différentes couches internes de la planète. Vous devez tracer la limite entre les deux hémisphères nord et sud, puis celle entre l’hémisphère est et ouest. Vous allez découper un quart de l’hémisphère nord. Le traçage des deux lignes n’a pas besoin d’être précis, mais si vous l’êtes, alors vous aurez une magnifique Terre. Vous avez donc partagé la partie supérieure de la boule en quatre quartiers, il vous faut maintenant en extraire un en le découpant avec un couteau denté. Découpez enfin selon la ligne horizontale afin de détacher le quartier. Avant de peindre les couches internes, dessinez les contours des continents, puis peignez-les en vert. Tracez avec un crayon les limites des couches. Au cœur de la boule, faites un petit cercle pour le noyau interne. Faites un cercle un peu plus grand (environ un quart de l’épaisseur de la boule). Tracez ensuite une très fine couche à la surface du globe, ce sera la croute terrestre. Récupérez vos cure-dents, puis préparez de petites bandes de papier, éventuellement de couleur, sur la moitié desquelles vous mettrez les noms de couches. Pliez les bandes en leur milieu et placez-les au sommet des cure-dents, comme un petit drapeau, en les collant. Plantez les cure-dents dans les bonnes couches. Environ 70% de la surface de la Terre est recouverte d’eau avec les mers, océans, rivières, étangs, etc. Mais que se passe t-il à l’intérieur de la Terre ? De quoi est-elle composée ? Profitez de cette activité manuelle pour enfant pour en apprendre plus sur la structure interne de la Terre. La croûte Terrestre est la surface sur laquelle nous vivons (0 à 150km). Le noyau externe, constitué de fer et de nickel en fusion (2 900 à 5 100km). Le noyau interne, c’est le cœur qui est compose d’un alliage fer-nickel. C'est parti ! Sur une autre assiette, tracez 2 ronds au centre avec un compas pour représenter les différentes couches de la Terre. Avec une paire de ciseaux, découpez l’assiette “Terre” jusqu’au centre uniquement puis rabattez-là vers l’extérieur. Vous pouvez vous aider d’une règle pour créer le pli. Assemblez à nouveau les deux assiettes, la Terre au dessus. Et voilà, vous savez comment est constituée la Terre et serez incollable sur sa structure interne ! Cachez le texte en tournant l’assiette du dessous et devinez les noms des différentes couches.
Forces et matière: Pour fabriquer les chaînes de montagnes de la première expérience, on commence par faire un petit montage en Lego. T'es-tu déjà demandé-e comment les montagnes se sont formées sur Terre? Peut-être as-tu remarqué lors d'une excursion que les roches forment des couches parfois toutes « tourneboulées ». Marche à suivre: Avec les Lego, construis un rectangle ouvert d'un côté et monte les murs. Il faut que ta construction soit bien solide. Fais attention à renforcer les angles. Construis aussi un mur de Lego qui viendra s’emboîter exactement dans cette forme. Prends une couleur de pâte à modeler, et forme un rectangle aplati. Ajoute 2 (ou plus) autres couches de couleurs différentes par-dessus la première, mais les couches ne doivent pas être trop épaisses, le tout jusque 1.5 cm au maximum. Si la pâte à modeler est dure, réchauffe-la un moment entre tes paumes. Place entre les trois pans de murs en Lego ton rectangle de couches superposées de pâte. Ce qu'on observe: La pâte à modeler s’est plissée et la couche qui était au-dessus est à l’extérieur et enferme les autres. Celle du dessous est au cœur du tout. Sur Terre, les montagnes se sont formées de la même manière, lorsque les roches de la croûte terrestre sont entraînées par le mouvement des plaques tectoniques et qu’il y a collision.
Marche à suivre: Superpose 3 couches de pâte à modeler de 5 cm sur 10 cm. Écrase-les avec la paume de la main. Coupe au milieu et place une partie coupée sur l'autre, tu as ainsi 6 couches. Presse et recommence, tu obtiens 12 couches. Coupe et observe la surface coupée, tu vois de fines couches de pâte à modeler, comme un mille-feuille. Tord tes couches et moule-les en forme de pierre. Certaines roches métamorphiques se forment de la même manière, mais le processus dans la nature prend des millions d’années (voir notre article sur le cycle des roches). Tu remarqueras que quand tu as eu la pâte à modeler dans les mains pendant un moment elle est plus chaude et elle se modele mieux. C'est la même chose avec les roches!