OLYMPIADES DE GÉOSCIENCES

SESSION 2021

Plusieurs sujets en fonction de la localisation des candidats. Chaque sujet comporte trois exercices.

Métropole - Mayotte - Réunion

De la grêle en été…

Le 15 juin 2019 la région Auvergne-Rhône-Alpes a été touchée par de violents orages qui ont provoqué de fortes pluies, des chutes de grêle et de puissantes rafales de vent à l'origine de nombreux dégâts. Sur le lyonnais et le bassin stéphanois, il est tombé l'équivalent de 3 semaines de précipitations en 3 heures. La grêle a ravagé les vignobles des coteaux du Rhône et de nombreux vergers. Certains grêlons avaient la taille d'une balle de tennis.

Les viticulteurs du secteur touché s’interrogent sur l’intérêt d’investir dans l’achat de canons anti-grêle pour protéger leurs vignobles. Ils vous consultent en tant qu’ingénieur météorologue et vous demandent de rédiger un rapport au sujet de l’événement du 15.06.19.

Dans votre rapport :
– expliquer les mécanismes à l’origine de la formation et de la chute de la grêle ainsi que l’ampleur des dégâts occasionnés ;
– discuter des différentes méthodes de protection et porter un avis sur le choix des canons anti-grêle.

Catastrophisme ou uniformitarisme ?

L'histoire des sciences, en tant que discipline, étudie les dynamiques qui ont permis aux sciences de se constituer, l’évolution des techniques dont disposent les chercheurs pour observer et expérimenter et, bien sûr, l’évolution des savoirs scientifiques, sans cesse complétés, corrigés. Nous allons faire un voyage dans le temps, au début du 19ème siècle. C’est alors que deux théories scientifiques se sont affrontées…

À partir des documents à disposition, présenter les arguments en faveur de ces deux théories.

L’origine des gisements de cuivre dans l’ophiolite de Chypre

L’île de Chypre est célèbre depuis l’antiquité pour ses ressources en cuivre. Le mot cuivre est en fait lui-même dérivé du nom donné par les grecs à cette île : Kupros. Les chypriotes ont travaillé le cuivredepuis le quatrième siècle avant J.-C. Dans un premier temps, le minerai est utilisé pur, par exemple, pour la fabrication d’outils ou de statuettes. Ensuite, il est travaillé avec de l’étain afin de produire du bronze, un métal plus résistant que le cuivre pur, à partir duquel sont fabriqués de nombreux outils, armes, et objets précieux. Aujourd’hui encore, des gisements polymétalliques sont exploités sur l’île. On nomme gisement toute zone minérale contenant des concentrations chimiques anormales de métaux par rapport à la teneur moyenne de la croûte terrestre, résultant d’une migration puis d’une précipitation d’ions métalliques dans une zone donnée.

Question 1 – À l’aide des documents, relever les arguments en faveur d’une origine océanique des roches qui constituent l’ophiolite de Troodos et décrire les événements qui ont conduit à sa mise en place.
Question 2 – À l’aide des documents 6 à 8, proposer une explication à l’origine des  gisements de cuivre de l’île de Chypre.

  
 
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Nouvelle-Calédonie et Polynésie

Une séparation géologique entre le Royaume-Uni et l’Europe datant de 450 000 ans

L’étude des formations géologiques du nord de la France et de la Grande-Bretagne permet de reconstituer leur organisation ancienne. Ainsi, il y a 450 000 ans, la Grande-Bretagne était une presqu'île reliée au continent par un pont naturel rocheux de 40 km de long : une crête de calcaire, datant du Crétacé, de 100 m de haut reliant les actuelles villes de Calais et Douvres. Comment expliquer la séparation géographique actuelle de La Grande Bretagne avec le reste de l’Europe par une mer ? Comment le pont a-t-il pu disparaître et laisser place à une mer ?

Vous disposez de données issues de recherches scientifiques et d’informations sur les phénomènes géologiques actuels. Votre mission consiste à mettre en relation les données scientifiques et les phénomènes observés actuellement de façon à étayer le scénario proposé. Une présentation sous forme d’étapes successives est attendue (tableau ou frise chronologique ou schémas successifs ou …)

Un risque sur Montmartre…

Paris est localisé sur un bassin sédimentaire, un empilement de couches géologiques disposées à l’horizontale. Dans le quartier parisien de Montmartre, bien que le risque sismique dans la ville soit faible, il est possible de voir des déformations sur les bâtiments comme illustré ci-contre dans les rues du quartier.

Que se passe-t-il à Montmartre ?

Rédigez une lettre aux autorités parisiennes expliquant le lien entre la nature du soussol et les phénomènes constatés à Montmartre, en proposant vos préconisations (conseils) pour limiter ce risque.

Le Teil, un risque à réévaluer ?

Le 11 novembre 2019, à 11h52, un important séisme a frappé le village du Teil, commune de 8677 habitants, avec une densité de la population 326 habitants au km2 (France = 118 habitants au km2). D’une magnitude de 5,4 sur l’échelle de Richter, ce tremblement de terre a fait quatre blessés et causé de nombreux dégâts. Plus de 900 bâtiments ont été endommagés dont plusieurs ont dû être rasés, et les mouvements de terrain ont déclenché une alarme sur l'un des réacteurs de la centrale nucléaire du Cruas, située à 12 km du Teil.

À partir du dossier documentaire :
- expliquer l’existence d’un risque sismique* dans la région du Teil ;
- déterminer la zone de sismicité dans laquelle il faudrait classer ce village ;
-  proposer les préconisations (conseils) que vous feriez concernant la population, les constructions, les industries, l’exploitation d'une carrière.

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Martinique - Guadeloupe

Paléontologie ou archéologie : deux disciplines à la recherche d’indices dans les sols et sous-sols pour comprendre le passé

Lors d’une fouille des archéologues ont découvert, en profondeur, un objet ressemblant à une bague de bouteille plastique. Dans une fouille classique les objets les plus anciens sont les plus profonds.

Afin de comprendre comment cet objet en plastique a pu se retrouver en profondeur les archéologues réalisent un ensemble de datations.

Rédiger un article expliquant la présence de cet objet insolite en profondeur sur ce site de fouilles. Vous veillerez à dater les trois échantillons présentés, à justifier le choix des méthodes retenues et à proposer une explication de ce qui a pu se passer sur ce site.

Pourquoi le Mont Blanc est-il si haut ?

La hauteur du Mont Blanc couramment admise est de 4 807 mètres. Ce chiffre a été mesuré par l’armée française en 1863 après l’annexion de la Savoie. En réalité, l’altitude du Mont Blanc change. Si la roche de la montagne culmine à 4 792 mètres, l’altitude de la calotte glaciaire qui la recouvre varie en permanence du fait des vents, des précipitations et des pas des alpinistes qui la parcourent. Tous les deux ans depuis 2001, des experts effectuent l’ascension du Mont Blanc. Ils y calculent la hauteur de la calotte grâce à un GPS et font le tour du sommet pour évaluer sa forme. Ainsi, l’altitude du Mont Blanc était évaluée à 4 808,4 mètres en 1986, 4 808,75 mètres en 2005, ou 4 810,44 mètres en 2011.
Le Mont Blanc reste malgré tout le plus haut sommet de l’Europe occidentale. Pour les géologues, sa haute altitude par rapport aux massifs alentours est longtemps restée un mystère.

Modifié d’après https://www.laculturegenerale.com

On chercher à expliquer pourquoi le massif du Mont Blanc a une altitude plus élevée que les massifs avoisinants.

1) Justifier, à partir des documents 2 à 4, que le massif du Mont Blanc se situe dans un contexte tectonique favorable à sa surrection.
2) À partir des informations tirées des documents 5 à 8, proposer un scénario de l’histoire de la surrection* du massif du Mont Blanc.

La mystérieuse hécatombe des rives de Tanis

Des centaines de fossiles de poissons ont été trouvés dans des postures très particulières dans une couche géologique datant de la fin du Crétacé (- 65,8 Ma), sur le site de Tanis (Dakota du Nord, USA). La grande majorité de ces poissons sont morts la gueule ouverte. Sur les deux photographies cidessous, celle de gauche présente un esturgeon dont la gueule est indiquée par la flèche blanche, celle de droite révèle les nageoires pleinement déployées. Ces observations indiquent qu’ils sont morts par asphyxie. Quel événement a pu causer une telle catastrophe ?

En avril 2019, des géologues ont publié les résultats de leurs recherches (DePalma et al., PNAS, 2019) ; Leur conclusion suggère que les poissons ont été éjectés en surface sur les berges de la paléorivière Tanis lors d’un tsunami déclenché par la chute d’une météorite d’au moins 11 km de diamètre dont on a retrouvé le cratère d’impact au Mexique, près du port de Chicxulub. Il est établi que cet impact a provoqué un séisme de magnitude 10 à 11,5, ainsi qu’une accumulation de poussières dans l’atmosphère, d’où un refroidissement climatique probablement responsable du déclin, voire de l’extinction de nombreuses espèces, telles que les espèces de Dinosaures.

À partir de l’exploitation des documents, présentez les arguments en faveur du modèle explicatif soutenu par les auteurs de la publication : la mort brutale des poissons à Tanis serait due à un tsunami, lui-même déclenché par l’impact météoritique de Chicxulub.

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