Cette vidéo présente le théorème d’Euler qui est au centre de la théorie de la tectonique des plaques. En effet, le théorème d’Euler permet de décrire la vitesse en tout point d’une plaque rigide en mouvement sur une sphère.

La 3D permet ici d’illustrer de manière efficace, contrairement à des projections 2D, ce théorème qui a joué un rôle crucial dans l’établissement d’une théorie fondamentale pour les géosciences modernes.

Cette vidéo représente les mouvements relatifs de 3 plaques à la surface d’une sphère.

La 3D permet de visualiser clairement que le mouvement d’une plaque rigide correspond à une rotation en bloc.
Les failles transformantes se situent sur des lieux géométriques liés à cette rotation.
Sur une sphère, la vitesse varie à l’intérieur des plaques rigides sans que celles-ci ne se déforment. Ainsi, cet exemple simple montre les principales caractéristiques de la théorie de la tectonique des plaques.

Cette application 3D interactive permet de visualiser le déplacement du sol lors du passage des ondes sismiques de volume P et S (horizontale et verticale), et des ondes de surface Rayleigh et Love.

Le déplacement est modélisé sur un bloc 3D que l'on peut positionner à une distance choisie d'un séisme proche de la surface. L'enregistrement du déplacement par un sismomètre virtuel permet de mettre en évidence les différences de vitesse entre ces ondes sismiques.

Les mouvements au niveau des failles (qu’elles soient normales, inverses ou décrochantes) sont à l’origine de séismes.
Les enregistrements sismiques en un lieu donné fournissent des indications concernant les mouvements et les déformations du sol associées à ces mouvements.
Cette application 3D interactive permet à la fois de comprendre la symbolique des mécanismes au foyer et de retrouver les mouvements associés à un symbole.

Une activité pédagogique utilisant cette application est consultable sur le site ENS Lyon ACCES Activité ENS "Mécanismes au foyer"

Cette vidéo présente la structure d’une roche, dans ce cas une péridotite qui est la roche caractéristique du manteau supérieur. La visualisation est réalisée à différentes échelles : celle de l'atome, celle du minéral et celle de la roche.

La 3D permet ici de présenter clairement l'arrangement des atomes formant un cristal et la structure de minéraux importants du manteau: l'olivine et les pyroxènes.

Lorsqu'un séisme se produit, des ondes se propagent à l'intérieur et le long de la surface de la Terre. Les sismomètres enregistrent un peu partout sur le globe ces signaux complexes et variés. Cette application permet de visualiser la différence de propagation et d'enregistrement entre les ondes de volume (ondes P et ondes S) et les ondes de surface (ondes de Rayleigh et ondes de Love), dans un cas très simplifié : une Terre homogène, qui n'aurait donc pas de noyau. Seules les ondes directes sont montrées.

Placer votre séisme, placez vos sismomètres, et suivez la propagation et l'enregistrement des ondes. Ce qu'est un hodochrone n'aura plus de secret.

Cette application 3D interactive permet positionner à la surface d’une sphère des plaques tectoniques simplifiées de différentes tailles, et de choisir le pôle d’Euler et la vitesse angulaire permettant de décrire leur mouvement. Les vitesses en surfaces varient en fonction de la position du pôle et de l’intensité de la rotation. La cinématique de surface produite décrit une tectonique des plaques virtuelle et peut être ensuite projetée sur une carte.

Cette vidéo présente le mécanisme de la déformation cassante. La déformation est observée à l’échelle atomique, celle du minéral et celle de la roche.

L’objectif est ici de montrer comment s’opère le mécanisme de déformation, qui génère les failles et les tremblements de Terre. Dans le cas présenté d’une contrainte uniaxiale, la géométrie de la faille et d’une fracture est présentée.

Cette vidéo présente un mécanisme de déformation ductile, ici par diffusion des lacunes dans les cristaux.

Il existe d’autres mécanismes de déformation ductile (dislocation par exemple), mais les principes restent proches : la déformation ductile produit des zones de cisaillement avec une déformation continue, contrairement aux failles. Le mécanisme est présenté à l’échelle atomique, du minéral et de la roche.

Cette application 3D interactive permet de se mettre dans la peau d’Alfred Wegener, qui a proposé la dérive des continents en 1912. Il s’agit ici de reconstituer la position des continents lorsqu’ils formaient la Pangée il y a plus de 200 Ma, en utilisant les données topographiques, paléoclimatiques, géologiques et paléontologiques.

Grâce à la 3D temps réel, il est très facile de manipuler les continents et de les positionner sur le globe pour reformer la Pangée.

Proposition d’activité pédagogique utilisant cette ressource au lycée : Activité ENS "Dérive des continents"

Cette application interactive permet de comprendre que les mouvements des plaques sont des rotations à la surface d'une sphère et qu'on peut calculer la vitesse angulaire de l'expansion océanique.
Le calcul des vitesses angulaires d'expansion peut se faire en utilisant :
- l'âge des bandes d'anomalies magnétiques
- l'âge des sédiments du plancher océanique
- les données GPS

Cette application permet ainsi d'estimer de plusierus manières l'âge d'ouverture de l'Océan Atlantique Sud et de comparer les estimations obtenues avec les valeurs admises par les scientifiques.

Des activités pédagogiques utilisant cette application sont consultables sur le site ENS Lyon ACCES

La détermination du paléo-pôle magnétique virtuel

Cette vidéo scénarisée montre comment les données magnétiques permettent de retrouver les mouvements des plaques au cours des temps géologiques.

La représentation des phénomènes en 3D permet de comprendre comment les données paléomagnétiques ont permis de reconstituer les déplacements des plaques lithosphériques au cours du temps et pourquoi dans les années 50 certains auteurs ont envisagé à tort qu’il avait pu y avoir « dérive ou migration » des paléopôles.

Cette application interactive permet de comprendre comment les données paléomagnétiques ont permis de déterminer les mouvements horizontaux des plaques lithosphériques au cours des temps géologiques et pourquoi dans les années 50 certains auteurs ont envisagé qu’il avait pu y avoir « dérive ou migration » des paléopôles avant d’admettre que c’était finalement les continents qui s’étaient déplacés.

Dans cette application, on fait l’hypothèse d’un « dipôle axial géocentrique » (les pôles magnétiques sont confondus avec les pôles géographiques) alors qu’en réalité la position du pôle magnétique fluctue autour du pôle géographique sur des échelles de temps séculaires.

Cette ressource est destinée aux filières scientifiques, lycées généraux, classes préparatoires et enseignements supérieurs.