Histoire de l'âge de la Terre (2023)

Activité

2

Activité 3

Vidéo bilan

Exercices

Activité 1

L'histoire de l'âge de la Terre

THEME 3 - CH1

Comment les progrès scientifiques ont-ils permis de déterminer l'âge de la Terre ?

1

1 De l'Antiquité au XVIIIè siècle : premières estimations.

Documents

Activité 2

Activité 3

Bilan

Vidéos

Exercices

Activité

1

Pb à résoudre

Quelles approches ont été utilisées pour les premières estimations de l'âge de la Terre.

Questions

1° Vous répondrez à la question posée sous la forme d 'un tableau dans lequel vous indiquerez :

- l'auteur

- l'époque ou la date

- les arguments

- l'approche : dogmatique ou scientifique

- l'âge proposé pour la Terre.

2° Pour calculer l'âge obtenu par Buffon, il faut utiliser son expérience. Pour cela, il faut faire la différence entre le 1er et le 2e temps de refroidissement. Voici une courbe des résultats :

Le graphique est une fonction affine du type Y = aX + b dans laquelle Y correspond au temps de refroidissement et X au diamètre du boulet. La relation est donc linéaire entre le temps de refroidissement d’un corps et son diamètre.

En considérant que cette fonction peut être extrapolée :

- calculez l'âge de la Terre en minutes, puis en années.

3° Déterminez quelles hypothèses faites par Buffon s'avèrent fausses avec les connaissances scientifiques actuelles.

La question de l'âge de la Terre s'est très vite posée aux humains. De l'Antiquité à la fin du XVIIIè siècle, des réponses très différentes ont été données.

La création du monde en sept jours

C'est un récit commun aux trois grandes religions monothéistes. La plupart des cultures antiques (indienne, chinoise, maya, etc.) utilisent elles aussi des récits mythologiques faisant intervenir une création (un commencement) du monde.

Dogme ?

Proposition établie comme étant une vérité fondamentale et impossible à contester, que les observations concordent avec celle-ci ou non.

Démarche scientifique ?

La nécessaire étape de la démarche expérimentale

Que se passe-t-il si on mange ces champignons ? Tant qu’on ne peut pas atteindre l’autre rive, la question est dans le domaine métaphysique, celui de la croyance. Toutes les hypothèses, comme « ils ont un goût de miel », « ils sont toxiques » ou « ils donnent une force surhumaine », ne sont pas réfutables, même si certaines semblent plus farfelues que d’autres.

Grâce aux progrès techniques, un pont a été construit : les champignons peuvent être étudiés. La question est à présent dans le domaine physique car l’expérience est possible. Elle permet alors d’affirmer par l'expérience qu’ils sont toxiques, qu’ils n’ont pas un goût de miel, qu’ils ne donnent pas une force surhumaine, etc.

BILAN de l'activité

Pour information : l'approche de Buffon

2

2 Les controverses du

XIXè siècle

Documents

Questions

1° Indiquez l'âge obtenu par les méthodes fondées sur l'étude des sédiments et celles fondées sur la salinité des océans puis critiquer ces méthodes : sources d'incertitudes, hypothèses sujettes à discussion ... (doc 1 et 2).

2° Expliquez en quoi l'approche et les conclusions de Kelvin pouvaient sembler plus plausibles que celles de Darwin, du point de vue de l'approche scientifique et du point de vue des débats au sein de la communauté scientifique dans la seconde moitié du XIXè siècle (doc 3, 4 et 5). Préciser les âges proposés par ces deux approches.

Activité

2

Activité

3

Bilan

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Exercices

Activité

1

Pb à résoudre

Quels ont été les motifs des controverses sur l'âge de la Terre et comment les interpréter aujourd'hui ?

Questions

1° Indiquez l'âge obtenu par les méthodes fondées sur l'étude des sédiments et celles fondées sur la salinité des océans puis critiquer ces méthodes : sources d'incertitudes, hypothèses sujettes à discussion ... (doc 1 et 2).

2° Expliquez en quoi l'approche et les conclusions de Kelvin pouvaient sembler plus plausibles que celles de Darwin, du point de vue de l'approche scientifique et du point de vue des débats au sein de la communauté scientifique dans la seconde moitié du XIXè siècle (doc 3, 4 et 5). Préciser les âges proposés par ces deux approches.

Le XXè siècle est marqué par plusieurs controverses scientifiques. L'une d'elles a opposé deux scientifiques célèbres : le naturaliste Charles Darwin et le physicien William Thomson, devenu Lord Kelvin.

Pour information :

Les apports de Kelvin sur l'âge de la Terre

Darwin caricaturé en singe

Parce que sa théorie de l’évolution des espèces venait bousculer tout le système de pensée européen, Charles Darwin fut férocement critiqué.

3

3 Le XXè siècle et l'horloge radioactive.

Documents

Graphique obtenu à partir des données précédentes

Questions

1° Déterminez l'hypothèse du modèle de Lord Kelvin remise en cause par John Perry. Déterminez ensuite graphiquement la fourchette des âges de la Terre compatibles avec les données réelles sur le gradient géothermique pour les calculs de Lord Kelvin et ceux de John Perry. (doc 1)

2° Déterminez l'hypothèse du modèle de Lord Kelvin remise en cause par la découverte de la radioactivité. En quoi la radioactivité est-elle intéressante pour dater de manière fiable l'âge de la formation de la Terre. (doc 2)

3° Présentez l'intérêt de calculer l'âge des météorites pour obtenir celui de la Terre. (doc 3)

4° Concluez en comparant l'âge de la Terre auquel est arrivé Clair Patterson grâce à sa méthode utilisant la radioactivité avec l'âge déterminé aujourd'hui. (doc 4)

Activité

2

Activité

3

Bilan

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Exercices

Activité

1

Pb posé

Comment la radioactivité a-t-elle permis de déterminer l'âge de la Terre avec précision ?

Questions

1° Déterminez l'hypothèse du modèle de Lord Kelvin remise en cause par John Perry. Déterminez ensuite graphiquement la fourchette des âges de la Terre compatibles avec les données réelles sur le gradient géothermique pour les calculs de Lord Kelvin et ceux de John Perry. (doc 1)

2° Déterminez l'hypothèse du modèle de Lord Kelvin remise en cause par la découverte de la radioactivité. En quoi la radioactivité est-elle intéressante pour dater de manière fiable l'âge de la formation de la Terre. (doc 2)

3° Présentez l'intérêt de calculer l'âge des météorites pour obtenir celui de la Terre. (doc 3)

4° Concluez en comparant l'âge de la Terre auquel est arrivé Clair Patterson grâce à sa méthode utilisant la radioactivité avec l'âge déterminé aujourd'hui. (doc 4)

Titre 2

L'âge de la Terre, aujourd'hui admis par les scientifiques, a été établi grâce à un cheminement scientifique et technique qui s'est déroulé durant les cinquante premières années du XXè siècle.

BILAN de l'activité

Les météorites

B

I

L

A

N

THEME 3

LA TERRE, UN ASTRE SINGULIER

CH1 : L’histoire de l’âge de la Terre.

I. De l’Antiquité au XVIII^e siècle : du dogme à la démarche scientifique. (Activité 1)

Au cours de l’Histoire, les âges proposés pour la Terre ont varié.

- Ainsi, pendant l’Antiquité, pour Aristote, notre planète a toujours ……………………………

- Au XVII^e siècle, des calculs effectués à partir de la …………………….. proposent que la naissance du Monde aurait eu lieu autour de 4000 avant J.-C.

- Au XVIII^e siècle émergent les premières ………………………………………………………………………….. résultant d’observations et d’expériences. Par exemple, ……………………., en se fondant sur des hypothèses (qui se sont avérées inexactes) concernant le refroidissement de la Terre et des mesures expérimentales, évalue l’âge de la Terre à quelques dizaines de ……………………. d’années.

II. Les controverses du XIX^e siècle. (Activité 2)

- Au XIX^e siècle, les approches scientifiques se développent et conduisent à une controverse scientifique qui oppose Darwin et Kelvin.

- Darwin et d’autres « ….………………………………….. » proposent des calculs fondés notamment sur la durée nécessaire à la formation d’ensembles sédimentaires ou à leur érosion, la succession de fossiles dans ces ensembles, et proposent des âges de plusieurs …………………………. de ………………… d’années.

- Kelvin, …………………………….. reconnu, propose un temps de quelques ……………………………... de …………………….. d’années, issu de l’application d’un modèle de refroidissement de la Terre. Ses arguments mathématiques semblent impossibles à mettre en défaut. La polémique prend place dans un contexte où Kelvin s’oppose à l’idée de sélection naturelle, proposée par Darwin dans le cadre de sa théorie de l’évolution.

III. Le XX^e siècle et l’horloge radioactive. (Activité 3)

- Au début du XX^e siècle, la découverte de la ………………………………………….. met fin à la polémique. La chaleur produite par la désintégration radioactive conduit à remettre en cause le raisonnement de Kelvin. La relation entre la quantité d’éléments …………... et d’éléments ………... dans une roche qui les contient étant liée au temps, il est possible de dater sa formation.

- La mise au point du ………………………………………………………………… permet de mesurer précisément ces teneurs. En 1953, l’âge absolu de la Terre a pu être établi à …………………………… d’années, à partir de météorites, objets primitifs du système solaire formés en même temps que la Terre.

Bilan : L’âge de la Terre est d’un ordre de grandeur sans rapport avec la vie humaine. Sa

compréhension progressive met en œuvre des arguments variés et la participation de plusieurs domaines de spécialité (physique, chimie, géologie, biologie, paléontologie, mathématiques).

Activité

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Activité 3

3

Bilan

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Pour s'entraîner

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Exercice 1

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