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Surfaces planétaires

Notes pour les enseignants

Cette unité est une introduction à l’érosion et aux surfaces planétaires en ce qui a trait à la Terre, à Mars et à la Lune.

« Érosion » est le terme générique qui décrit un processus par lequel une surface est graduellement modifiée (érodée) par des agents externes qui agissent sur la surface.

Nous traiterons ici de différentes sortes d’érosion planétaire. Une surface simple est créée et ensuite exposée à divers agents d’érosion.

Les principaux agents d’érosion sont l’eau et la glace, le vent, et dans le cas de la Lune, l’abrasion causée par les micrométéorites de l’espace.

Explorer la surface martienne pour trouver de l’eau, des minéraux
et des matériaux de construction convenables

Cliché de transparent

À souligner

1. Tout comme les premiers pionniers du Nouveau monde, les premiers humains à se rendre jusqu’à Mars devront utiliser beaucoup de ressources naturelles qu’ils puiseront dans l’environnement où ils se trouveront.

2. L’érosion est le processus par lequel une caractéristique géologique est dégradée et ultimement détruite et par le fait même, de nouvelles caractéristiques géologiques sont créées.

3. Une caractéristique géologique peut être aussi petite qu’un château de sable sur la plage et aussi grande qu’une chaîne de montagnes.

4. L’érosion peut se produire sur toutes sortes d’échelles de durée. Une érosion remarquable peut se faire en quelques minutes ou peut prendre des centaines de millions d’années.

5. L’érosion est causée par l’action d’un ou plusieurs des agents suivants :

   1. vent,

   2. eau courante (comme les rivières) ou glace mouvante (comme les glaciers en mouvement),

   3. grandes variations de température pouvant inclure des cycles de gel et de dégel de l’eau (causant la rupture par fatigue à cause de la contraction et de l’expansion répétitives de la matière),

   4. action des matières abrasives transportées par la glace, l’eau ou le vent.

6. La recherche scientifique exige un processus d’investigation en plusieurs étapes : poser une question initiale, planifier le travail de recherche, enregistrer les observations et recueillir les données, analyser les données pour en tirer une conclusion et communiquer les découvertes.

Construire une surface planétaire

Instructions

1. Trouver une bonne quantité de sable sec et propre et des roches de grosseurs variées.

2. Mettre le sable dans une rôtissoire en aluminium pour le four (jetable) de façon à remplir environ la moitié de la rôtissoire.

3. Faire un petit trou tel qu’indiqué ci-dessous afin de permettre à l’excès d’eau de s’écouler.

4. Humidifier légèrement le sable.

5. Faire quelques cratères dans le sable (en laissant tomber les roches de grosseurs variées sur la surface de sable) et ajouter quelques roches pour compléter la simulation de surface planétaire.

6. Faire deux autres surfaces planétaires similaires (trois en tout).

7. Construire un petit cadre en bois pour chaque simulateur.

8. Installer chaque simulation tel qu’illustré plus bas.

   
   
   Cliché de transparent

Étude de l’érosion

Cliché de transparent

Cliché de transparent

Cliché de transparent

Concepts importants

Dans cette recherche, trois sortes d’érosion sont comparées : l’érosion de la surface terrestre, de la surface martienne et de la surface lunaire.

1. La Terre a subit l’érosion causée par le vent, l’eau, la glace et la pluie durant la plus grande partie de son histoire de 5 milliards d’années.

2. Mars, par contre, n’a subi pratiquement aucune érosion causée par l’eau courante depuis environ un milliard d’années (sur les 5 milliards d’années de son histoire). Aujourd’hui, le vent est probablement l’agent d’érosion principal sur Mars.

3. La Lune, à notre connaissance, n’a jamais subi d’érosion importante causée par le vent ou l’eau durant ses 5 milliards d’années d’existence. Toute l’érosion sur la Lune est le résultat de milliards d’années d’impacts de météorites qui pulvérisent graduellement la surface.

Activités de l’élève

1. Cartographier une surface planétaire, Acétate de l’activité no 1

2. Cartographier une surface planétaire, Acétate de l’activité no 2

3. Construire un simulateur d’érosion planétaire, Acétate de l’activité no 3

Sujets de discussion en classe

1. La Lune et la Terre ont toutes deux été frappées par des météorites durant les derniers 5 milliards d’années. On peut facilement voir les cratères sur la Lune avec une paire de jumelles. Pourquoi les cratères sont-ils si rares sur la Terre? Connaissez-vous des sites de grands cratères sur la Terre?

2. En vous basant sur vos observations lors de cette expérience, et sachant que Mars n’a ni pluie ni rivières sur sa surface, mais qu’elle a une atmosphère très mince, pensez-vous que :

   1. Mars a plus ou moins de cratères que la Lune? Expliquez votre conclusion.

   2. Mars a plus ou moins de cratères que la Terre? Expliquez votre conclusion.

   Les étoiles filantes (qui sont des météores) sont le résultat de la consumation d’un météoroïde qui entre dans l’atmosphère terrestre à une vitesse allant de 20-100 kilomètres par seconde! Un fragment de météoroïde qui survit à son entrée dans l’atmosphère terrestre est appelé un météorite.

   À quel endroit les astronautes seraient le mieux protégés contre l’impact d’un météoroïde? Sur Mars, sur Terre ou sur la Lune? Pourquoi?

3. Comment et où les astronautes pourraient-ils créer un habitat martien qui leur fournirait une certaine protection contre les impacts de météoroïdes?