On connait tous le Piton de la Fournaise, le Vésuve, les volcans de l'Auvergne... Saviez-vous qu'il existe aussi des volcans actifs sous l'eau ?
Difficulté
Technique
Durée
30 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre
- Matériel et outils
Bouteille de verre 
Une bouteille, mais en verre quoi.
Grand bocal en verre 
Grand bocal en verre
Ciseaux 
Un paire de ciseaux est un outil comportant deux lames mobiles articulées qui glissent l'une sur l'autre pour trancher les matériaux minces.
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Ficelle 
La ficelle est une corde constituer de plusieurs brins
Pinceau 
Le pinceau est un instrument rigide principalement utilisé par les artistes mais aussi utile en beaucoup d'occasions pour tout un chacun. Constitué d'un manche généralement en bois, au bout duquel se trouve une touffe de poils. Les poils permettent l'absorption de peinture (ou autre liquide) afin de la déposer sur une surface. La longueur des poils ainsi que leur rigidités varient selon l'utilisation que l'on souhaite.
Colorant 
Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à teinter.
En chimie, les groupement d'atomes dont l'absorption lumineuse cause la couleur s'appelle un chromophore. Un colorant soluble se désigne comme teinture, sinon c'est un pigment.
Dans les techniques d'application, comme la pharmacie ou la cuisine, un colorant peut contenir une combinaison de molécules solubles et de particules insolubles. En biologie, on parle de pigments plus que de colorants, dans tous les cas.Étape 1 - Rassembler le matériel
Pour cette expérience nous aurons besoin :
- d'un grand bocal en verre
- d'une petite bouteille d'eau en verre
- d'eau froide
- d'eau chaude
- de colorant
- d'un petit pinceau
- d'une ficelle
- d'une paire de ciseaux
Étape 2 - Préparer la ficelle
- Couper un long morceau de ficelle
- L'attacher solidement au goulot de la petite bouteille
- Former un grande boucle
Étape 3 - Remplir d'eau
- Remplir d'eau froide le grand bocal au 3/4
- Remplir la petite bouteille d'eau chaude avec le colorant
Étape 4 - Plonger et observer
- Plonger doucement la bouteille dans le bocal
- Que voit-on ? Que se passe-t-il ?
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
L'eau de la petite bouteille monte et se répend dans le bocal.
Le volcan entre en éruption !
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
- Si l'eau du bocal n'est pas assez froide
- Si l'eau de la petite bouteille n'est pas assez chaude
- Trop attendre avant de mettre la bouteille dans le bocal
Explications
Vous savez peut-être que l'air chaud est plus léger que l'air froid et que c'est grâce à cela que l'on fait voler les mongolfières par exemple. Il en va de même pour l'eau : l'eau chaude est plus légère et a tendance à monter tandis que l'eau froide a tendance à descendre. Dans le cas ici, l'eau chaude cherche à rejoindre le haut, ce pourquoi elle sort de la bouteille. C'est la différence de température qui créer ce mouvement d'ascendance.
Plus d'explications
Les phénomènes de différence de température sont très courant sur Terre, ils sont en partie à l'origine du vent dans le cas de l'air chaud et de l'air froid, et des courants marins dans le cas de l'eau chaude et de l'eau froide.
Dans cette expérience, nous avons voulu illustrer un volcan sous-marin, Les volcans existent sur terre mais aussi sous les océans, Les volcans sous-marins sont plus nombreux que les volcans continentaux mais moins bien connus car plus difficiles à étudier. Certains volcans se situent entre les plaques tectoniques, ils forment ce que l'on appelle les dorsales océaniques, ils sont quasiment toujours en activités et produisent plus de magma que les volcans continentaux. D'autres se trouvent au milieu des plaques, on les appelle les volcans intra-plaques, ils naissent du fait de points chauds, des endroits du manteau où la température est particulièrement élevée. Avec le temps, ces volcans forment des îles. Les îles Galapagos, Hawaï, La Réunion et de Pâques sont des exemple d'îles de point chaud.
Les laves des volcans sous-marins ressemblent à la lave terrestre de type basalthique avec un fort taux de fusion. En condition sous-marine, la lave ne peut pas vraiment couler comme sur la terre car sa surface est rapidement refroidie au contact de l'eau et forme des roches en forme de coussin : des pillows lava (lave en coussin).
Vous avez peut-être entendu parler des fumeurs noirs ? En fait, avec l'activité volcanique des fissures se créent et l'eau de mer s'infiltre, rencontre le magma et remonte à la surface, elle devient très acide et emporte avec elle des métaux contenus dans la roche, elle finit par ressortir et réagit avec l'eau de mer qui était restée à l'extérieur. Cette réaction forme un précipité et on voit des fumées noires. Bien que peu attrayantes pour nous, des bactéries vont en fait se nourrir des produits de ces fumées et s'y développer. D'autres organismes adaptés à cet environnement vont venir se nourrir de ces bactéries et une chaîne alimentaire va se créer.
Applications : dans la vie de tous les jours
Sur Terre il y a de l'air chaud et de l'air froid, de l'eau chaude et de l'eau froide, ce sont ces différences de température qui sont à l'origine des vents et des courants marins.
Depuis la nuits des temps, les volcans façonnent et détruisent de nouveaux paysages. Bien que potentiellenement dangereux, ils sont néanmmoins de bonnes ressources pour les humains notamment pour la production de chaleur et pour la fertilité des sols. Les volcans sont tout aussi fascinants que dangereux, ils sont la source de nombreux mythes et nous en apprennent beaucoup sur le fonctionnement de la Terre.
Sans le volcanisme sous-marin, les îles comme Hawaï, La Réunion, les Galapagos ou l'Islande n'existeraient pas et leur géographie continue d'évoluer dû à l'activité volcanique. De même, l'activités des dorsales océaniques sont responsables de l'expansion des océans, par exemple la dorsale en atlantique éloignent les continents européen et américain l'un de l'autre et agrandit l'océan atlantique.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Faire comprendre que l'eau chaude a tendance à monter et l'eau froide tendance à descendre
- Introduire sur la thématique des volcans, notamment des volcans sous-marins
Pistes pour animer l'expérience
On peut demander aux participant.e.s s'ils/elles savent ce qu'est un volcan, où on trouve des volcans, comment se passe une éruption...
Sources et ressources
- FuturaPlanète - Volcan sous-marin https://www.futura-sciences.com/planete/definitions/volcan-volcan-sous-marin-16255/
- Lumni - Les volcans : formation, éruptions et dangers, https://www.lumni.fr/jeu/les-volcans
- Science&Vie - D'où viennent les fumeurs noirs ? https://www.science-et-vie.com/questions-reponses/d-ou-viennent-les-fumeurs-noirs-9787
- Volcanisme sous-marin https://www.youtube.com/watch?v=lchMFFbjJDg
- C'est pas sorcier - Volcans https://www.youtube.com/watch?v=0C-Gw-F7zkA&list=PLuZW-dMVV2vv2strWLMWo3jfSRIggeyJ6&index=4&t=1268s
- France 5 - On a vidé l'océan https://www.youtube.com/watch?v=McsHJQnsuy0&list=PLuZW-dMVV2vv2strWLMWo3jfSRIggeyJ6&index=5
Dernière modification 28/04/2021 par user:RomaneU.
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