Projet AstroClasse – avril-mai

Bonjour à tous !

A l’issue d’un processus de retours réflexifs, permis par les wikis créés sur l’espace numérique de travail, voici des réponses aux problématiques :

  • Tout d’abord :
  1. Comment s’est formé le système solaire ?
    par : Manon, Nina, Tanguy et Valentin de Sec3.

    Le système solaire s’est formé à partir d’un nuage de gaz interstellaire : une nébuleuse née de l’explosion d’étoiles.
    Dans la nébuleuse se trouvent tous les éléments qui composent actuellement notre système solaire (carbone, azote, oxygène,…), et divers minéraux. Mais il y a surtout de l’hydrogène et de l’ hélium qui sont les composants nécessaire à la création d’une étoile.
    Ce nuage était suffisamment gros pour se contracter, sous l’influence de la gravité, jusqu’à s’effondrer sur lui même. Mais de manière « inhomogène ».
    La majorité de l’effondrement s’effectue au centre du nuage tout en conduisant à la formation d’un disque. Le centre attire une quantité toujours plus importante de matière. Sa masse augmente donc son attraction aussi. Cela forme une énorme boule de gaz : le Soleil.
    Plus loin du centre, la force centrifuge, engendrée par la rotation, expulse la matière vers l’extérieur du système, conduisant à la formation d’un disque « proto-planètaire », phénomène qui s’étale sur une durée d’à peu près 100 000 ans.
    La phase d’après comporte des collisions de poussières et de morceaux de matières, issus du phénomène d’accrétion et d’absorption des molécules et atomes en surface. C’est ce disque « proto-planétaire » qui conduit à la formation des planètes.
    Le plan écliptique est le fossile du disque protoplanétaire.

    La ligne des glaces est le point entre Mars et Jupiter où l’eau est assez froide pour rester à l’état solide. La glace d’eau a permis la création du noyau des planètes gazeuses.

  2. Étude sur la formation d’un cratère
    par : Aimée, Alyssa, Léa et Noah de Sec6.Observation : Nous avons observé plusieurs cratères, ils sont tous différents par le diamètre et également par la profondeur.


    Problématique :
    De  quels paramètres dépendent les caractéristiques (diamètre, profondeur) d’un cratère ?

    ​​
    Hypothèse :
    Les caractéristiques d’un cratère dépendent :
    ​   – De la masse de  l’impacteur,  en effet nous pouvons supposer que plus l’impacteur à une masse importante plus le diamètre du cratère sera grand et également plus profond.
       – Cependant nous pensons aussi  que cela dépend de la vitesse de l’impacteur, plus l’impacteur est rapide, plus le choc est intense  et créé un cratère plus grand et plus profond.
    Expériences :
    Des sphères en métal représentent l’impacteur.
    ​        1ère expérience : Rôle de la masse

      Nous avons utilisé deux sphères métalliques de masses différentes (la sphère de gauche est plus lourde que celle de droite), mise à la même hauteur.
    Ensuite on les a lâchés dans « un bac à sable » qui représente la Terre ou une planète.
    Nous pouvons observer que la sphère la plus massive a créé un impact ayant un plus grand diamètre et une plus grande profondeur que la sphère avec la masse moins importante. (le cratère de gauche est plus gros que le cratère de droite)

    ​​Deuxième expérience : Rôle de la vitesse

    ​​Pour cette seconde expérience, nous avons cette fois-ci pris deux sphères de masses identiques que nous avons mises à hauteur différentes pour varier la vitesse.
    En effet plus celle ci sera haute plus la vitesse augmentera.
    Nous avons observé que la sphère qui ayant pris le plus de vitesse a créé un impact plus grand mais également beaucoup plus profond et a propulsé plus de grains de sable.

    ​​​
    Conclusion :
    ​    Les caractéristiques d’un cratère dépendent de plusieurs paramètres, ceux de l’impacteur, en effet cela dépend de la vitesse et de la masse de l’impacteur :
    ​ Plus la masse et/ou la vitesse de l’impacteur est importante, plus le choc créé sera puissant, donc plus le cratère aura un diamètre plus grand et sera aussi plus profond.

 

  • Et :
  1. Quelles sont les preuves de l’impact météoritique à Rochechouart ?
    par Élisa, Valentin et Clémence de Sec6.

    ​Vue les dégâts monstrueux qu’a provoqué l’impact de cette météorite il reste forcément des preuves dans les roches présentes dans le sol. Effectivement, grâce aux séquelles qu’a laissé la météorite sur la roche, nous pouvons analyser différents facteurs sur la preuve de cet impact.

    Site n°1 : Dans la carrière en activité de Champagnac

    On peut voir sur cette photo une petite partie du cratère.

    Comme on peut le voir sur ce schéma, nous avons la brèche d’impact, le plancher et en dessous le socle composé de granite et gneiss.

    Site n°2 : Sous le château

     Brèches de retombée à gauche – Brèches de dislocation au centre en bas.

    Sur cette photo nous avons de la brèche d’impact de dislocation, ce qui prouve qu’il y a eu des mouvements car la roche s’est déplacé suite au broyage lors de l’impact.

    Site n°3 : Dans l’ancienne carrière de Montoume

     La roche (rouge) est composée de brèches de fusion et brèches de retombées (les retombées, sont les roches projetées dans les airs suite à la puissance de l’impact et qui retombent ensuite pour se mêler à la roche broyée), cela prouve que c’était un événement cosmique.
  2. Quelles sont les conséquences sur la biodiversité d’un impact météoritique ?
    par Angie, Paul et Marcus, de sec6.

    Avant l’impact il y avait que peu d’animaux (dinosaure de la taille d’une poule) mais surtout des espèces végétales (des fougères et des prêles de la taille d’un arbre ) qui vivant dans un climat tropical.
    Toute vie a été détruite sur un rayon de 100 km autour de l’épicentre lors de l’impact entraînant l’extinction de plusieurs espèces animales et végétales.

    Au-delà de 300km, le milieu de vie de la faune ainsi que de la flore a dû être perturbé : pour survivre, des mutations ont eu lieu au sein des espèces.
    Au fur et à mesure du temps et avec un autre climat, le cratère s’est rebouché.
    par ​Clémence de sec6.
    La biodiversité se définie sur 3 échelles, pour répondre à la problématique nous allons nous intéresser à seulement 2 de ces échelles.​​​

    Pour commencer, nous allons étudier celle de l’écosystème. Dans un écosystème, on y trouve différents êtres vivants, qui forment la Biocénose, ils vivent dans certaines conditions de milieu que l’on appelle la Biotope (paramètres du milieu). Ici l’impacteur a modifié les paramètres du milieu, la biotope, ce qui a changé l’évolution de la biodiversité, que ce soit le jour où l’impact a eu lieu ou que ce soit aujourd’hui. Certains êtres vivants sont « morts » lors de l’impact et ne réapparaîtront jamais mais certains sont peut être apparus grâce à cet impact.

    ​​Pour finir, la biodiversité se définie aussi sur les espèces, suivant les conditions de l’environnement, la sélection naturelle peut intervenir pour changer un gène de l’espèce. Ce qui permettra à l’espèce de survivre dans le nouveau milieu.Par manque de temps, le retour réflexif n’a pu être effectué avec la mise en commun du travail.Grâce à tous ces paramètres différents, on a su que l’astéroïde était une chondrite ; c’était une sphère de silicates englobé dans une matrice formée d’un mélange de silicate, d’oxygène, de métaux, de sulfure et de composés organiques.
  3. Comment la vie a pu apparaître ?
    par Camille et Mathilde de sec3.

    La vie peut apparaître grâce à des caractéristiques particulières sur une planète. En effet, la planète doit être située dans la zone d’habitabilité ; la Terre s’y trouve pour le Soleil.

    Cette zone permet l’existence d’eau liquide du fait de la température et de l’atmosphère.
    Toutes ces conditions sont nécessaires à la vie.

    ​Il y a différents éléments favorisant la vie sur Terre.
    ​Dans l’air et dans l’eau, il y a des molécules organiques.
    Différents types de cellules sont apparues. Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyau, comme les bactéries. Tandis que les cellules eucaryotes, elle possèdent un noyau comme les cellules animales et végétales. Ces cellules favorisent l’évolution.
    ​Cependant, ces 2 types de cellules ont des caractéristiques communes, elles possèdent toutes deux une membrane plasmique, un cytoplasme et du matériel génétique.

Le temps a malheureusement manqué pour affiner certaines des réponses et aborder les molécules prébiotiques et la formation des cellules.

 

 

Projet AstroClasse – 13 février et 10 mars

Bonjour à tous !

Rappelons les problématiques :

  • Comment s’est formé le système solaire ? → Identifier, dans vos notes, les différentes étapes de formation avec leur éventuelles preuves.
  • De quels paramètres dépendent les caractéristiques (diamètre et profondeur) d’un cratère ? → Pour initier l’exploitation de l’expérimentation sur les chutes, faire un plan suivant une démarche scientifique.
  • Quelles sont les preuves de l’impact météoritique à Rochechouart ? → Identifier dans vos notes les preuves trouvées.
  • Quelles sont les conséquences sur la biodiversité d’un tel impact ? → Recenser les points trouvés sur la biodiversité avant et après l’impact.

Un système stellaire en formation. Source.

 

Impact et conséquences… Source.

Travail en autonomie au sein de chaque groupe

  • Réflexion sur les problématiques :
    – mise en commun des notes,
    – mise en commun des photographies et vidéos réalisées lors de la sortie,
    – identification des points afférents à chaque problématique,
    – répartition du travail,
    – élaboration, au brouillon, d’un plan pour chacune des problématiques.
  • Création des pages afférentes aux problématiques sur le wiki (de l’ENT) de chaque groupe :
    – ces pages sont pour rédiger les réponses argumentées aux problématiques tout en permettant un accompagnement par les enseignants.

 

Projet Astro-Classe – 14 et 10 février

Bonjour à tous !

Nous voulions déterminer la masse et le diamètre de l’astéroïde qui s’est écrasé il y a 201 millions d’années…

Il nous manquait l’énergie d’une bombe atomique ; laquelle prendre ? Réflexion… celle d’Hiroshima.

Une recherche avec les mots clés « énergie », « bombe » et « hiroshima » nous conduit au site Ordres de grandeur d’énergie (1er lien où le mot « énergie » apparaît).
Mais la page est très longue… Comment trouver rapidement la valeur recherchée ? Astuce : CRTL F ; et taper « hiro » (shima) dans le champ de recherche (F=find=trouver).

hiroshima_energie

Bon, en nous appuyant sur nos recherches de la séance précédente nous savons qu’une densité est un rapport de masse volumique (et l’eau doit être prise comme corps de référence), qu’une masse volumique est le rapport d’une masse sur un volume.
En faisant attention aux unités, l’énergie cinétique de l’astéroïde nous permet, à partir de la vitesse de l’impacteur, d’écrire l’expression littérale de la masse puis d’estimer sa valeur.
Puis, en ayant retrouvé le volume d’une sphère, et en utilisant les relations trouvées pour la densité et la masse volumique, nous en déduisons l’expression littérale du rayon et estimons sa valeur.
Au final nous obtenons pour le diamètre de l’astéroïde, la valeur approchée de 1,4 km (nos sources donnent 1,5 km !).

 

Note : Nous avons remarqué une erreur sur cette page de Wikipédia ; pour l’astéroïde, la valeur de 3350 kg.m-3 ne correspond pas à la densité comme indiqué dans le cadre de droite, mais à la masse volumique (même erreur pour la cible).

Projet AstroClasse – 06 et 17 février

Bonjour à tous !

Direction l’astroblème de Rochechouart : A la recherche de preuve de l’impact météoritique et de ses conséquences sur la biodiversité !

 

En attendant notre future rédaction sur cette sortie pédagogique, qui s’est déroulée sous l’égide de Mme Iserd de la Maison de la Réserve – Espace Météorite Paul Pellas, voici quelques photographies.

clocher

sec3_b_carriere

iserd

musee

eglise

maison

sec6_fusion

inclusion_fusion

chutes

 

Il faudra, dans les semaines qui suivent, selon les groupes constitués, exploiter les réflexions sur le système solaire, les cratères, la matière vivante, la sortie à Rochechouart et la conférence sur les points suivants :

  • Comment s’est formé le système solaire ? → Identifier, dans vos notes, les différentes étapes de formation avec leur éventuelles preuves.
  • De quels paramètres dépendent les caractéristiques (diamètre et profondeur) d’un cratère ? → Pour initier l’exploitation de l’expérimentation sur les chutes, faire un plan suivant une démarche scientifique.
  • Quelles sont les preuves de l’impact météoritique à Rochechouart ? → Identifier dans vos notes les preuves trouvées.
  • Quelles sont les conséquences sur la biodiversité d’un tel impact ? → Recenser les points trouvés sur la biodiversité avant et après l’impact.

Une rédaction, au sein de chaque groupe, sera par la suite, à réaliser sur un wiki mis à disposition.

Notre première problématique « Comment s’est formé le système solaire ? » nous a entraîné vers d’autres interrogations comme prévu au départ.

Notre seconde problématique « Comment la vie a pu apparaître ? » sera développée ultérieurement.

 

Projet AstroClasse – 07 février

Bonjour à tous !

M. Ducret est intervenu en début d’après-midi pour nous parler :

  • des corps du système solaire,
  • de la structure actuelle du système solaire,
  • de la masse et du volume (proportionnel au cube du rayon) des planètes (supposées sphériques),
  • du rôle de la force de gravitation,
  • du contexte de la découverte de celle-ci tout en citant Confucius « Je ne cherche pas à connaître les réponses, je cherche à comprendre les questions. » (Newton cherchait comment cette force agit et non pourquoi),
  • du caractère prédictif de cette loi,
  • de la nébuleuse proto-solaire,
  • du Soleil (composition, structure et position dans le diagramme HR),
  • de la ligne des glaces,
  • de l’origine de l’eau terrestre.

Nous remercions M. Ducret pour sa conférence et des réponses apportées à nos questions.

 

Les notes prises lors de cette conférence devront permettre de confirmer et de préciser l’argumentation à rédiger par groupe de trois ou quatre élèves sur des wikis de l’ENT du lycée, sur les problématiques suivantes :

  • Comment s’est formé le système solaire ?
  • Comment est apparue la vie ?

 

Projet AstroClasse – 07 et 03 février

Bonjour à tous !

En complément de l’extrait du texte en anglais nous avons recherché des informations supplémentaires sur l’impacteur.

A partir des mots clés « astroblème » et « Rochechouart », nous avons, avec le moteur de recherche Qwant (implémenté depuis le début de nos recherches dans le navigateur Firefox), trouvé les deux sites suivants :

Cette recherche nous donne également des informations sur les conséquences de l’impact.

Situons Rochechouart sur une carte :

situation géographique de Rochechouart

Source : d’après Ph. Lambert, 1977.

 

Mais une nouvelle interrogation surgit :

  • A partir des données numériques fournies sur ces sites, nous serait-il possible de retrouver une caractéristique de l’astéroïde ?

Réflexion :

  • Nous avons déjà évoqué que l’énergie mise en jeu lors de l’impact résultait de l’énergie cinétique de l’impacteur.
  • Cette énergie dépend de la masse et de la vitesse (au carré) de l’astéroïde.
  • Nous avons une valeur de la vitesse : 72000 km.h-1
  • Comment trouver la masse ?
  • Nous avons une valeur de la densité ; mais à quoi correspond la densité ?
  • Et la masse volumique ?
  • Nous remarquons que le volume est impliqué ; nous pourrions alors essayer de remonter au diamètre ou au rayon de l’astéroïde…

 

Projet AstroClasse – 31 janvier et 03 février

Bonjour à tous !

Pour avoir un éclairage sur la formation du système solaire et les conditions initiales nécessaires à l’apparition de la vie nous avons invité M. Ducret, qui a suivi nos interrogations, à venir au lycée le 07 février.

Avons-nous des questions à lui poser ?

Quelques propositions :

  • Quelle est l’origine du gaz et des poussières de la nébuleuse où s’est formé le système solaire ?
  • Quelle est l’origine de la Lune ? Pourquoi voit-on toujours la même face ? Pourquoi s’écarte-t-elle de la Terre ?
  • Pourquoi les planètes tournent-elles quasiment dans un même plan ?
  • Pourquoi le Soleil brille ?
  • Quel est l’origine du volcanisme sur Io, satellite de Jupiter ?
  • Quel a été son parcours scolaire ?
  • En quoi consiste son travail en astrophysique ?

 

Note : Lors de notre exploration nous avions vu une éruption sut Io, satellite de Jupiter.

 

Projet AstroClasse – 31 janvier et 02 février

Bonjour à tous !

Nous allons donc aller à Rochechouart pour étudier l’astroblème. Mais quelles preuves chercher sur place ?

  • Interrogation : Que se passe-t-il au moment de l’impact d’un astéroïde ?

Du fait des cratères observés lors de notre précédente recherche, notre réflexion nous conduit à envisagé un choc très violent.
Hypothèse :  Une énorme chaleur doit être produite ; la température de l’astéroïde et du sol doit être très élevée du fait d’une très grande énergie (énergie cinétique car la vitesse et la masse de l’astéroïde doivent intervenir) mise en jeu. Une partie du sol et de l’astéroïde doit se sublimer (la sublimation correspond au passage, directement, de l’état solide à l’état gazeux). La vie alentour doit être détruite.

  • Interrogation : Pourquoi certains cratères, sur Terre, sont peu visibles comme à Rochechouart ?

Hypothèse : La Terre possédant une atmosphère, au contraire de la Lune et des astéroïdes, l’érosion (action du vent et de l’eau) est à l’origine de la disparition de cratères terrestres.

Pour vérifier ces hypothèses nous avons étudié un extrait d’un texte de Robert van der Veen présentant l’astroblème de Rochechouart tiré du magazine « Europeen Geoparks Network » (Issue 1, page 21, november 2001) :

english-text_xtrait

En même temps que nos hypothèses sont vérifiées nous identifions des preuves de l’impact qu’il nous faudra rechercher sur place et obtenons des renseignements sur l’impacteur.

Note : Lors de notre précédente recherche sur les cratères d’impact, se trouve une définition du terme « astroblème ».
Wikipédia nous précise : « on désigne sous le terme astroblème les structures d’impacts terrestres qui sont devenues plus ou moins facilement identifiables à cause de l’œuvre des différents agents d’érosion ».

Que pourrons-nous encore apprendre sur l’astéroïde impacteur avant d’aller à Rochechouart ?…

 

Projet AstroClasse – 27 et 30 janvier

Bonjour à tous !

Une fois les mots clés associés à la problématique « Comment s’est formé le système solaire ? » il fallait bien sûr construire une carte heuristique.

Un exemple de carte réalisée par Camille de Seconde 6 :

Une version numérique réalisée par Thibault de sec3 et Clarisse de sec6 :

 

  • Lors de la construction de la carte, un petit tour des corps du système solaire s’est imposé :

Une ressemblance est apparue sur de nombreux corps solides du système solaire…

lune_nasa

La Lune. Source.

 

mercure

Détail de la surface de Mercure. Source.

 

mars_nasa

Détail de la surface de Mars. Source.

 

gaspra_nasa

L’astéroïde Gaspra. Source.

 

chury_esa

La comète Churyumov-Gerasimenko. Source.

L’observation de ces images (et d’autres…) nous permet de constater la présence de nombreux cratères sur les corps solides du système solaire…

 

  • Interrogation : Des cratères liés à du volcanisme ou des cratères d’impact ?

Nous émettons alors l’hypothèse suivante : Ce sont des cratères d’impact et les corps du système solaire se sont formés du fait de collisions.

  • Mais alors « Pourquoi des collisions ? ».

Nouvelle hypothèse : Les collisions sont possibles du fait de la force de gravitation.

Nous complétons la carte mentale commencée en début de séance à l’aide des mots clés trouvés précédemment (Voir les cartes papier plus haut).

Nous effectuons alors des recherches sur cette force pour la caractériser.

  • Interrogation : Mais au fait, y a-t-il des cratères sur Terre ? et en France ?

Après une rapide recherche nous vérifions qu’il existe des cratères sur Terre mais pas toujours très visible. Et en France nous apparaît l’ « astroblème » de Rochechouart…

  • De nouvelles interrogations apparaissent :
    – « De quels paramètres dépendent les caractéristiques (diamètre et profondeur) d’un cratère ? »
    – « Quelles sont les preuves de l’impact météoritique à Rochechouart ? »
    – « Quelles sont les conséquences sur la biodiversité d’un tel impact ? »

Pourra-t-on aller à Rochechouart pour alimenter notre réflexion ?

Mais oui ! Les 6 et 17 février respectivement pour les Sec6 et Sec3.

 

Projet AstroClasse – 20 et 23 janvier

Bonjour à tous !

Nous avions évoqué lors de l’article précédent quelques unes de nos interrogations du début d’année scolaire : « De quoi sont constitués les « corps » de l’Univers ? »,  « Quelles distances dans l’Univers ? », « Comment se sont-ils formés ? », « Comment la vie a pu apparaître ? »

Les deux premières problématiques nous ont conduit à la découverte des atomes, des ions, des molécules et des distances et dimensions de l’échelle atomique à l’échelle astronomique.
Il était alors temps de se pencher sur les deux dernières problématiques évoquées ci-dessus.

L’une d’entre elle « Comment se sont formés les « corps » de l’Univers ? » étant un peu vaste, nous avons décidé de la « réduire » selon la formulation suivante : « Comment s’est formé le système solaire ? ».

Les élèves ont alors réalisé un brainstorming sur cette nouvelle problématique tout en esquissant un début de réflexion sur celle afférente à l’apparition de la vie.
Ce brainstorming a été réalisé sur un pad par chaque groupe d’élèves (quatre groupes en tout sur les deux classes).
Voici le résultat brut pour l’un d’entre eux :

pad_sec3_g2_noms

Il fallait ensuite réfléchir au moyen de classer les mots clés les plus pertinents pour la problématique « Comment s’est formé le système solaire ? » dans un premier temps.

 

Note : les dates apparaissant dans le titre de l’article (et des suivants) concernent respectivement la classe de Sec6 et celle de Sec3.