Traduit par Stanislas Pachulski.
Tremblements de terre, climat mondial ou placement des fermes d’éoliennes – avec l’aide des systèmes d’information géographique, il est possible de découvrir tout cela en classe de façon dynamique. Joseph Kerski décrit comment.
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Depuis plus de 2 500 ans, les gens sont fascinés par la géographie, l’étude de notre planète. La géographie est aussi la science de la vision spatiale – comment les phénomènes interagissent entre eux dans l’espace, à une échelle locale, régionale ou mondiale. Aujourd’hui, cette géoscience est particulièrement pertinente pour des problèmes comme le changement climatique, l’érosion de la biodiversité, l’agriculture concertée ou développement durable, la qualité et la quantité d’eau, l’énergie et les risques naturels grandissent non seulement en importance mais affectent aussi nos vies quotidiennes. Afin de traiter ces problèmes, nous devons avoir des modèles et des tendances de tout depuis une échelle mondiale jusqu’au niveau d’une municipalité.
Pour étudier ces tendances, les géographes passent aux systèmes d’information géographique (SIG). A la différence des cartes traditionnelles, le SIG va au-delà des objets bidimensionnels statiques, les cartes individuelles peuvent être manipulées et combinées avec d’autres cartes, des graphiques, des bases de données et des objets multimédia.
Le G de SIG représente la géographie – la carte par exemple, une carte topographique 2D ou 3D, une carte des sols acides, des écosystèmes, ou des bassins versants, ou une image satellite. Le I représente l’information derrière la carte, qui est stockée dans une base de données. Pour les rivières par exemple, l’information peut décrire si la rivière est pérenne ou saisonnière, ou comment sa conductivité ou salinité varie au cours du temps ou dans son cours. Le S représente le système qui connecte la carte et la base de données. En sélectionnant un composant sur la carte, l’utilisateur sélectionne simultanément ses attributs dans la base de données (et vice versa). Leur permettant d’être manipulé.
Avec l’aide de centaines d’outils spécifiques aux SIG, les données peuvent être manipulées et combinées de différentes façons. Par exemple, avec l’outil proximité il est possible de trouver tous les tremblements de terre qui ont eu lieu dans un rayon de 100 km autour de Francfort-sur-le-Main, Allemagne, l’outil de superposition permet de réduire la recherche aux tremblements de terres qui se sont produits dans des sols alluviaux situés dans des zones fortement peuplées.
A l’école, hormis en géographie, les SIG peuvent être utilisés en biologie, en chimie, en sciences de la terre, en sciences de l’environnement, en histoire, en mathématiques et dans d’autres matières. Cela peut aider les étudiants de tous niveaux à avoir un œil critique et à utiliser de vraies données, ainsi qu’à exercer leur mémoire visuelle de façon attrayante.
Une large variété de sujets peut être explorée: les relations entre personnes, le climat, l’aménagement de l'espace, la végétation, l’hydrologie, les aquifères, les sols, les paysages, les risques naturels et bien plus encore. Par exemple, comment le changement climatique affecte la production mondiale de nourriture? Quelle est la relation entre le taux de natalité et l’espérance de vie? Comment le drainage minier acide dans une chaîne de montagnes affecte la qualité de l'eau en aval? Comment les changements démographiques associés à la taille des plus petits ménages affectent l’étalement urbain? Quel est le meilleur emplacement pour une installer une nouvelle ferme d’éolienne? Comment un projet de magasins d’usine affecte le modèle de circulation de la communauté et l’aménagement de l’espace?
Les SIG peuvent être utilisés de 3 façons.
Chacune de ces méthodes a ces avantages. Le logiciel bureautique offre des outils analytiques plus performants, alors que le SIG en ligne est plus facile à utiliser et nécessite seulement un navigateur Internet.
Ci-dessous, 2 exemples d’analyses avec des SIG qui pourront être réalisés à l’école.
Disons que vous avez lu un article déclarant que le tremblement de terre d’Haïti et ses répliques en Janvier 2010 étaient inhabituel parce qu’ils avaient une forte magnitude et parce que les tremblements de terre sont rares en Haïti. Vous voulez savoir si cela est vrai. Cela peut-être fait avec un logiciel de SIG bureautique et des données téléchargées sur Internet.
Que remarquez-vous sur la répartition spatiale des lieux de tremblement de terre mondiaux ? Pourquoi les tremblements de terre ne sont pas répartis de façon uniforme autour du monde?
Pourquoi certaines limites de plaques subissent des tremblements de terre fréquents alors que d’autres sont relativement calmes? Le long de quel type de limites de plaques se trouvent les tremblements de terre les plus profonds? Et les plus superficiels? Pourquoi?
Vous verrez que les dorsales subissent un nombre modéré de séismes qui ont des profondeurs de moins de 10 km, alors que les zones de subduction (là où une plaque s’enfonce sous une autre) sont sujets à des tremblements de terre plus fréquents qui sont à la fois plus profonds et plus intenses.
Zoomez sur Haïti et vous verrez que l’article de journal était bon: la plupart des tremblements de terre de la région durant les 3 dernières années se sont produit dans une vaste zone s’étendant au large de la côte nord est d’Hispaniola (indiquée par les points rouges dans l’image ci-dessous) mais les séismes de Janvier et Février 2010 sont concentrés dans un cluster étroit sur la côte ouest de l’ile, en Haïti (indiquée par les points jaunes). Selon vous quels tremblements de terre sont des répliques, et pourquoi?
Autres questions que les étudiants pourraient se poser:
La classe peut mener d’autres études avec un SIG comme l’analyse du climat mondial.
Pourquoi le modèle de températures de Janvier est-il différent de celui de Juillet? A partir de la carte, pouvez-vous voir à quel moment de l’année est-ce l’été dans l’hémisphère nord et quand est-ce l’été dans l’hémisphère sud? Quelle influence a la latitude sur les températures?
Quelle est la différence entre les températures minimum et maximum de Juillet? Y a-t-il des régions qui subissent des oscillations de température quotidiennes de plus de 20°C? Où sont ces régions? Quel est l’effet de l’océan sur ces oscillations quotidiennes de température et sur les températures maximum autour du monde?
Activez la couche de la carte des reliefs (voir l’image ci-dessous).
Quel effet produit le relief sur la température? Est-ce que le relief est aussi important que la latitude en tant que facteur déterminant des températures?
Quel type de végétation primaire recouvre le Gabon, Oman et le Japon? Comment le climat est-il lié à la végétation? Quelle végétation est prédominante dans les régions de plus de 2000 mètres d’altitude? Déplacer votre souris jusqu’à l’équateur et décrivez le changement de végétation quand vous traversez l’Amérique du Sud, l’Afrique et le Sud-est Asiatique le long de l’équateur. Quels changements sur la végétation et le climat observez-vous quand vous vous déplacez au nord le long du Méridien d’origine depuis le Ghana jusqu’en Grande Bretagne?
Zoomez sur la région où vous vivez. Déterminez les variations de température quotidienne en Janvier et Juillet et comparez les températures maximum de Janvier et de Juillet de votre région.
Comment sont les températures, les précipitations et les altitudes comparées aux autres régions du monde? Y a-t-il d’autres coins du monde où le climat, l’altitude et la végétation sont les mêmes que dans votre région? Si c’est le cas, où sont-ils?