entrent dans la composition des roches et des sols. est une substance pure. b) un minéral et un minérai?

(1)

Synergie•Terre et espace • Concept 4.1Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 10

Les minéraux

Manuel, p. 306 à 311 1.Complétez les phrases suivantes. a)Les minéraux sont des (par exemple l’ ) ou des chimiques (par exemple le ) qui entrent dans la composition des roches et des sols. b)Une roche est un assemblage de . c)La couleur d’un minéral dépend de sa . 2.Quelle est la différence entre: a)une roche et un minéral? b)un minéral et un minérai? 3.Quelle est la structure cristalline de l’halite ? 4.Quelle propriété d’un minéral: a)fait qu’il présente des reflets vifs et brillants et qu’il réfléchit la lumière? Quelles sont les deux grandes catégories? b)fait qu’il se divise selon certains plans prédéfinis ? c)peut-on déterminer à l’aide de l’échelle de Mohs? 5.Comment détermine-t-on la couleur du trait d’un minéral ? 6.Quelles sont les quatre grandes catégories de minéraux utiles ? 7.Quels sont les principaux métaux extraits des minéraux métalliques exploités au Québec ? 8.Nommez trois matériaux de construction. 9.Comment se forment les composés organiques fossiles?

ATSSTEST

4.1

NOM: GROUPE: DATE: 1/1Fiche SAVOIRS TE 4.1

CONCEPT

Une roche est un mélange constitué de plusieurs minéraux alors qu’un minéral est une substance pure. Le calcaire, le granite, le sable, le gravier et l’argile. Ils se forment par la transformation naturelle, pendant des millions d’années, de matière organique, d’origine animale ou végétale, ensevelie dans les profondeurs du sous-sol.Il s’agit d’une structure cubique. L’éclat: les minéraux à éclat métallique et les minéraux à éclat non métallique. Le clivage. La dureté. En frottant le minéral contre une plaque de porcelaine non émaillée.

Un minerai est une roche qui contient des minéraux. Les minéraux métalliques, les minéraux industriels, les matériaux de construction et les matériaux combustibles. L’or, le fer, le cuivre et le zinc.

élémentsOr [Au] composésquartz [SiO2] minéraux composition

CORRIGÉ

(2)

Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie• TE S4 • Corrigé

C5

7.Quels éléments retrouve-t-on dans tous les horizons? 8.Quel sol est le plus jeune, selon vous? 9.Quel sol est le plus favorable à l’agriculture et pourquoi? 10.D’après vous, dans quel type de climat pourrait-on retrouver le sol no2? Justifiez votre réponse.

La conclusion

11.Selon les résultats que vous avez obtenus, diriez-vous que vos hypothèses de départ sont validées? Expliquez votre réponse en décrivant les nouvelles connaissances que vous avez acquises au cours de cette expérience. Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 4.217

NOM: GROUPE: DATE: 3/3Fiche LABO TE 4.2 Le sol no3, car il ne possède qu’un horizon et il est plus mince que les horizons des sols no1 et no2. Le sol no1, car il possède un horizon O et un horizon A riches en matières organiques, ce qui est favorable à l’agriculture. Dans un climat désertique, car il n’y a pas d’horizon O et il y a très peu de matières organiques et beaucoup de sable dans les horizons A et B.De l’eau et de l’air.

CORRIGÉ Plusieurs réponses possibles. Exemple: Oui. Nous avons observé que le sol se compose de plusieurs matières, soit des matières organiques, des matières inorganiques, de l’air et de l’eau, qui sont disposées en couches bien distinctes. Nous avons également observé que les couches variaient en épaisseur, étant plus épaisses dans les sols les plus vieux. Synergie•Terre et espace • Concept 4.2Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 18

NOM: GROUPE: DATE:

Les horizons du sol

Manuel, p. 312 et 313 1.Que sont les horizons du sol? 2.Quels sont les quatre éléments qui composent un sol? 3.Nommez trois facteurs qui peuvent influer sur l’évolution d’un sol? 4.Qu’est-ce que le profil du sol? 5.Comment se nomme la roche à partir de laquelle évolue un sol? 6.Pourquoi l’horizon A est-il plus riche en éléments nutritifs que l’horizon O 7.Indiquez dans la première colonne du tableau suivant l’horizon correspondant à chacune des descriptions données dans la seconde colonne.

É

SESTEST

4.2

CONCEPT

Les horizons du sol HorizonDescription Également appelé « terre arable », est composé d’un mélange d’humus et de particules de roches. Est constitué de fragments de roches partiellement altérés et ne renferme pas de matières organiques. Correspond à la couche superficielle d’humus et de débris végétaux. Très pauvre en humus, contient davantage d’éléments minéraux et de plus grosses particules de roches.

Ce sont les différentes couches du sol qu’on distingue par leur épaisseur et leur composition. Les matières minérales, les matières organiques, l’eau et l’air. Plusieurs réponses possibles. Exemples: Le ruissellement, le vent, le gel, le dégel, les transformations chimiques, le climat, les végétaux, l’érosion, les microorganismes. La roche mère. Parce que les éléments nutritifs sont entraînés par la pluie de l’horizon O vers l’horizon A.C’est l’ensemble des horizons qui composent un sol.

CORRIGÉ A C O B

(3)

La capacité tampon du sol

Manuel, p. 314 1.Qu’est-ce que la capacité tampon d’un sol ? 2.Nommez trois éléments qui influencent le pH naturel d’un sol. 3.Indiquez, dans le tableau suivant, si l’acidité du sol influence l’élément inscrit dans la colonne de gauche en cochant «Favorise» ou « Défavorise».

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SESTE

4.3

4.Quelle composante d’un sol permet la neutralisation de l’acide ? 5.Quelle propriété du carbonate de calcium (CaCO3) lui permet de neutraliser les sols acides? 6.Quel est le pH d’un sol qui favorise la croissance des plantes? 7.Pourquoi les sols formés sur les roches granitiques et métamorphiques du Bouclier canadien sont-ils plus vulnérables aux pluies acides? Synergie•Terre et espace • Concept 4.3Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 24

CONCEPT

L’influence de l’acidité du sol Sol neutreSol acide FavoriseDéfavoriseFavoriseDéfavorise Croissance des plantes Activité microbiologique Approvisionnement en eau des plantes Absorption des nutriments par les plantes

Élément

La capacité tampon d’un sol est sa capacité à résister à des changements de pH. Le calcaire. Le carbonate de calcium (CaCO3) peut neutraliser les sols acides parce qu’il est un minéral basique. Un pH compris entre 6 et 7. Ces sols ont un faible pouvoir tampon à cause de leur faible couche de matière organique et de leur basse teneur en minéraux basiques.1) Sa teneur en dioxyde de carbone (CO2). 2) Sa teneur en sels minéraux. 3) Sa teneur en matière organique.

CORRIGÉ X X X X

X X X X

(4)

C9

Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 4.431 3.Inscrivez les résultats de la 2edémonstration pour chacun des échantillons dans le tableau suivant, puis, à l’aide du tableau 3, remplissez les deux dernières colonnes du tableau.

NOM: GROUPE: DATE: 3/3Fiche ACTIVITÉ TE 4.4 Le test de séparation de l’agrégat Échantillon 4.À partir des résultats du tableau de la question 3, évaluez: a)la stabilité du sol face aux agents d’érosion. b)la capacité de l’eau et de l’air à pénétrer le sol. c)la facilité avec laquelle les semences vont germer.

Résistance à l’érosion 1.Description: 2.Description: 3.Description: 4.Description: 5.Description:

Classe de stabilité

Fraction de l’agrégat demeurant dans le tamis après le cycle des immersions (%)

Temps de séparation de 50% de l’agrégat (min) Les sols étudiés résistent bien à l’érosion et sont stables. Dans les échantillons 1 à 3, l’eau et l’air ont de la difficulté à pénétrer le sol à cause de la croûte résistante. Dans les échantillons 4 et 5, le passage de l’eau et de l’air se fait plus facilement. Dans les échantillons 1 à 3, la germination est difficile alors qu’elle est facile dans les échantillons 4 et 5, qui présentent de bonnes performances en agriculture.

Plus de 5Plus ou moins 555Résiste bien à l’érosion. Plus de 5Plus ou moins 705Résiste bien à l’érosion. Plus de 5Plus ou moins 405Résiste bien à l’érosion. Plus de 5Plus ou moins 204Présente une certaine résistance à l’érosion. Plus de 5Plus ou moins 204Présente une certaine résis tance à l’érosion.

CORRIGÉ À la base d’une haie de cèdre, en milieu mi-urbain. Dans un boisé. Sous le gazon, derrière la maison Dans le jardin. Dans une plate-bande.

L’ épuisement des sols

Manuel, p. 315 à 317 1.Donnez la définition de l’épuisement des sols. 2.Quels sont les trois principaux facteurs d’épuisement des sols? 3.Nommez une cause de la dégradation physique et une cause de la dégradation chimique du sol. 4.En agriculture, le semis sous couverture végétale permanente est de plus en plus répandu. Cette pratique consiste à déposer des semences dans de petits trous ou dans un sillon au travers d’un couvert végétal permanent. Par exemple, du maïs peut être semé directement dans un champ recouvert de plantes fourragères. Celles-ci pourront être utilisées comme pâturage jusqu’à la période du semis et après la récolte du maïs. Le sol est donc toujours recouvert de végétation. D’après vous, quels sont les avantages du semis sous couverture végétale permanente 5.Un article récent du journal Les affaires proposait des moyens de réduire notre consommation de pétrole. Ainsi, le Centre hospitalier d’Amqui convertira prochainement sa chaufferie centrale en utilisant la biomasse forestière. La biomasse forestière est la partie de la biomasse ligneuse qui peut être utilisée comme biocombustible. Il s’agit notamment des déchets d’exploitation forestière (branches, écorces, etc.). Ces déchets sont réduits en copeaux ou en granules qui alimenteront des chaudières à eau. À partir de vos connaissances sur le problème d’épuisement des sols, croyez-vous que cette idée est valable?

É

STE

4.4

NOM: GROUPE: DATE:

CONCEPT L’épuisement des sols est une perte de matériaux et d’éléments nutritifs. Les trois principaux facteurs sont l’érosion par l’eau (érosion hydrique), l’érosion par le vent (érosion éolienne) et les processus de dégradation physique et chimique. Plusieurs réponses possibles. Exemple: La dégradation physique du sol est due au compactage, et la dégradation chimique du sol est due à l’acidification ou la salinisation de ce dernier. Plusieurs réponses possibles. Exemple: Le semis sous couverture végétale permanente réduit l’érosion due aux vents et au ruissellement parce que le sol n’est jamais découvert. Il permet de conserver une bonne porosité et une b du sol puisqu’il y a peu de compactage et qu’il y a présence de racines. Il favorise l’enrichissement du sol par la présence d’organismes vivants. Plusieurs réponses possibles. Exemple: Non, car la biomasse est impor pour la forêt. En effet, lorsque les arbres morts, les branches, les feuilles, etc., se décomposent, un humus riche se forme. Si une quantité accrue de cette biomasse est retirée, le sol s’appauvrira et la productivité de la forêt diminuera.

CORRIGÉ

(5)

Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie•Terre et espace • Concept 4.535

La contamination des sols

Manuel, p. 318 à 320 1.Qu’est-ce que la contamination des sols? 2.Complétez les phrases suivantes. a)Les sols peuvent être contaminés directement par les déversements de ou indirectement par la . b)Les trois types de contaminants des sols sont les contaminants , et . c)Selon leur nature, les contaminants peuvent être dégradés par les, s’entasser dans le ou être dirigés vers l’ et l’hydrosphère.

Les contaminants organiques

3.Répondez aux questions suivantes. a)Quels sont les contaminants organiques? b)Pourquoi les produits organiques persistants sont-ils considérés comme les plus nocifs?

Les contaminants inorganiques

4.Complétez la phrase suivante. Les contaminants inorganiques sont principalement des métaux lourds comme le plomb, le , le zinc, le cadmium, le et l’ . 5.Répondez aux questions suivantes. a)Nommez deux sources de contaminants inorganiques.

SESTE

STE É

SE

4.5

CONCEPT

substances toxiques organiques inorganiques radioactifs microorganismes solatmosphère mercurenickel arsenic

Les contaminants organiques sont les microorganismes, les hydrocarbures, les matières organiques mortes et les produits organiques persistants (POP). Parce qu’ils se dégradent difficilement et peuvent persister dans les sols pendant des décennies. Plusieurs réponses possibles. Exemples : Les sites d’enfouissement des déchets domestiques et industriels, les sites d’extraction de minerai et de pétrole, l’épandage d’engrais, la pollution atmosphérique.

pollution atmosphérique

CORRIGÉ La contamination des sols est l’apport de substances nocives, provenant principalement de l’activité humaine, qui modifient l’équilibre des sols.

b)Nommez deux conséquences possibles de l’accumulation de contaminants inorganiques sur les sols.

Les contaminants radioactifs

6.Complétez les phrases suivantes. a)Les contaminants radioactifs proviennent principalement des et résultent d’accidents. Ces accidents sont causés par des ou par des de produits radioactifs. b)En se propageant dans la chaîne alimentaire, quels sont les effets des contaminants radioactifs sur la santé des organismes vivants?

SESTE Synergie•Terre et espace • Concept 4.5Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 36

NOM: GROUPE: DATE: 2/Fiche SAVOIRS TE 4.5

CORRIGÉ centrales nucléaires déchets radioactifsdéversements Ils provoquent des malformations, des mutations génétiques et des cancers.

La fertilité et l’activité biologique des sols sont affectées.

(6)

C11

Le pergélisol

Manuel, p. 321 et 322 1.Quelle est la définition du pergélisol? 2.Répondez aux questions suivantes. a)Quelles sont les différentes formes du pergélisol? b)Comment distingue-t-on ces différentes formes du pergélisol? 3.Nommez trois régions dans le monde où l’on trouve du pergélisol. 4.Il est possible de diviser le pergélisol en plusieurs couches. Répondez aux questions suivantes. a)Comment appelle-t-on la couche superficielle du pergélisol? b)Quelle est sa particularité? c)Quelle végétation y est associée? 5.Citez deux effets du réchauffement climatique sur le pergélisol.

É

STEST

4.6

CONCEPT

Le pergélisol est la partie du sol et du sous-sol qui est gelée en permanence pendant au moins deux années consécutives. Les différentes formes du pergélisol sont: le pergélisol continu, le pergélisol étendu, le pergélisol sporadique. On distingue les différentes formes du pergélisol en fonction du pourcentage de sol gelé. La «couche active» ou «mollisol». Sa particularité est de dégeler pendant l’été. La toundra est la végétation qui y pousse.

Plusieurs réponses possibles. Exemples: Canada, Alaska, Russie, Finlande, Suède, Norvège, Islande, Groenland, Himalaya, Alpes. Plusieurs réponses possibles. Exemples: La fonte du pergélisol, la disparition du pergélisol, la modification des propriétés des sols (augmentation de leur volume, engorgement des sols par l’eau, glissements de terrain, destruction des routes, des pistes d’atterissage, déstabilisation des fondations des maisons), la libération de méthane (CH4) dans l’atmosphère.

CORRIGÉ

(7)

Les ressources énergétiques de la lithosphère

Manuel, p. 323 à 325 1.Complétez les phrases suivantes. a)Les ressources énergétiques de la lithosphère sont les énergies, les combustibles et la . b)Les roches du Bouclier canadien renferment de grandes quantités de minéraux . c)La chaleur interne de la Terre provient de la chaleur du et de la naturelle des roches. d)Les matières d’origine végétale (la biomasse), telles que le et les , peuvent servir de sources d’énergie. 2.Les combustibles fossiles assurent plus de 80% des besoins énergétiques mondiaux. Ils sont à la base du développement économique des sociétés industrielles. Répondez aux questions suivantes. a)Quels sont les principaux combustibles fossiles? b)Comment se forment-ils? 3.Le pouvoir calorifique d’un matériau combustible est l’énergie qu’il dégage durant sa réaction de combustion par unité de masse. Observez le tableau suivant, qui regroupe les valeurs du pouvoir calorifique de certains combustibles, puis calculez, pour chacun des combustibles, la masse qu’il faut brûler afin d’obtenir une quantité de chaleur égale à 1000 kWh. Laissez une trace de votre démarche dans les encadrés ci-dessous.

É

ATSSTEST

4.7

CONCEPT

Le pouvoir calorifique de quelques combustibles CombustibleMJ/kg Gaz naturel50 Essence47 Charbon26

Le pétrole et le gaz naturel se sont formés pendant des millions d’années. Ils résultent de la fossilisation de divers organismes tels que les animaux, les plantes, les algues et le plancton, enfouis dans le sous-sol des continents et des planchers océaniques sous l’accumulation de sédiments. Le charbon, quant à lui, résulte uniquement de la fossilisation de végétaux.

Les principaux combustibles fossiles sont le pétrole, le gaz naturel et le charbon.

fossiles radioactifsgéothermie radioactifs magma radioactivité organiques boishuiles

a)Le gaz naturel: b)L’essence: c)Le charbon: 4.De quel minéral est extrait l’uranium (U)? 5.Quel sérieux problème environnemental est lié à l’utilisation des combustibles radioactifs dans la production d’énergie? 6.Quelle est la variation de température du sous-sol de la croûte terrestre selon la profondeur? 7.Quelle température minimale l’eau souterraine doit-elle avoir pour produire de l’électricité? 8.Dans certains pays en développement, les besoins énergétiques ont un impact dramatique sur l’environnement. Expliquez cette problématique.

NOM: GROUPE: DATE: 2/Fiche SAVOIRS TE 4.7 Réponse: Réponse: Réponse:

3,6 109J 1 kg 50 106J

1 kWh3,6 106J 1000 kWh 3,6 109J 1 kg씮50 106J xkg씮3,6 109J 72 kg L’uranium (U) est extrait de la pechblende, qui est du dioxyde d’uranium (UO2). La température du sous-sol de la croûte terrestre augmente avec la profondeur. En moyenne, cette augmentation est de 3 °C tous les 100 m. L’eau souterraine doit avoir une température supérieure à 150°C. Comme certains pays n’ont pas accès aux combustibles fossiles ni à l’électricité, ils doivent produire du charbon de bois pour subvenir à leurs besoins énergétiques élémentaires. Pour ce faire, ils abattent des arbres et brûlent des parcelles de forêts, ce qui accélère la déforestation et intensifie l’épuisement des sols.L’énergie produite par les combustibles radioactifs produit des déchets radioactifs très dangereux qui demeurent radioactifs pendant des dizaines de milliers d’années. L’entreposage sécuritaire de ces déchets est un défi majeur pour les pays qui ont choisi cette ressource énergétique.

CORRIGÉ

펂

xkg 72 kg 3,6 109J 1 kg 47106J1 kg씮47106J xkg씮3,6 109J 76,6 kg

펂

xkg 76,6 kg 3,6 109J 1 kg 26 106J1 kg씮26 106J xkg씮3,6 109J 138,5 kg

펂

xkg 138,5 kg