AD1Les réservoirs d’eau sur terreLes réservoirs d’eau sur terre

(Mots-clés : Mers, océans)

DOC 1DOC 1 :: Le cycle de l'eau

      

DOC. 2DOC. 2 :: Interactions de l’hydrosphère avec les autres zones de la Terre.

On peut partager la Terre en cinq zones interdépendantes :

- L’atmosphère ;- La lithosphère ;- L’hydrosphère ;- La pédosphère ;- La biosphère.

1  Eau et Environnement

Volumes moyens sur un an

2  Eau et Environnement

DOC. 3DOC. 3 :: Estimation de la distribution globale de l'eau sur Terre

Source d'eau Volume d'eau (km3) % d'eau douce % d'eau totaleOcéans, mers & baies 1 338 000 000Calottes glaciaires, glacierset neiges éternelles 24 064 000

Eau souterraine 23 400 000Douce 10 530 000Saline 12 870 000

Humidité du sol 16 500Hydrolaccolithe & pergélisol 300 000Lacs 176 400

d'eau douce 91 000d'eau saline 85 400

Atmosphère 12 900Eau marécageuse 11 470Rivières 2 120Eau biosphérique 1 120

Total : 1 386 000 000

Source : Gleick, P. H., 1996: Water resources. In Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2, pp.817-823.

Q1.Q1. [Doc. 2] Définir les mots suivants : hydrosphère, pédosphère, lithosphère.Q2.Q2. [Doc. 3] Calculez le pourcentage du volume de chaque réservoir de l’hydrosphère.Q3.Q3. [Doc. 3] Quel pourcentage du volume de l’hydrosphère les réservoirs d’eau salée représentent-ils ?Q4.Q4. [Doc. 3] Même question pour les réservoirs d’eau douce.Q5.Q5. Quel pourcentage de la surface de la Terre représentent les réservoirs d’eau salée ?Q6.Q6. [Doc. 3] Qu’appelle-t-on « eau biosphérique » ?Q7.Q7. [Doc. 3] Quel pourcentage de l’hydrosphère occupe-t-elle ?Q8.Q8. Donnez les définitions des termes « érosion chimique », « dissolution » et « concrétion ».

Vous rédigerez un texte dans lequel :

- Après avoir présenté rapidement les réserves d’eau sur Terre, vous décrirez les diverses transformations subies par l’eau pour passer de la surface de la Terre à l’atmosphère et inversement ;

- En utilisant les termes de la question Q8, vous décrirez comment l’eau contribue au façonnage de la pédosphère et de la lithosphère.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances scientifiques. Des illustrations sont les bienvenues !

Exercices      :   n°7 p33                    n°6 p32                    n°12 p34                    n°7 p19                    n°13 p35

3  Eau et Environnement

Analyse

Synthèse

À faire pour la prochaine fois

À faire pour dans 2 semaines

TTABLEAUABLEAU DESDES COMPÉTENCESCOMPÉTENCES MISESMISES ENEN ŒUVREŒUVRE DANSDANS LL’’ACTIVITÉACTIVITÉ

COMPÉTENCES Exemples de capacités et d’aptitudes

MOBILISER SESCONNAISSANCES

Connaître les notions scientifiques du programme, le vocabulaire approprié, les symboles adaptés, les unités.

S’APPROPRIER

Rechercher, extraire et organiser l’information utile.

Adopter une attitude critique vis-à-vis de l’information.

Questionner, identifier, formuler un problème. 

Reformuler.

Identifier les risques.

RÉALISER

Réaliser un montage à partir d’un schéma. 

Suivre un protocole donné. 

Utiliser, dans un contexte donné, le matériel à disposition.

Savoir choisir, combiner et réaliser plusieurs actions.

Effectuer un relevé de mesures.

Schématiser, construire un graphique, un tableau, etc.

Exploiter une relation, un calcul littéral.

Effectuer un calcul numérique, utiliser les symboles et les unités appropriés, utiliser la calculatrice.

Reconnaître et utiliser la proportionnalité.

Respecter les règles de sécurité, manipuler avec soin, veiller au rangement du plan de travail, etc.

ANALYSER

Émettre une hypothèse.

Identifier les paramètres qui influencent un phénomène, choisir les grandeurs à mesurer.

Élaborer ou justifier un protocole.

Proposer une méthode, un calcul, un outil adapté ; faire des essais (choisir, adapter une méthode, un protocole).

Proposer, décrire un modèle ; utiliser un modèle pour prévoir, décrire et expliquer.

Percevoir la différence entre un modèle et la réalité, entre la réalité et une simulation.

VALIDER

Estimer l’incertitude d’une mesure, faire un traitement statistique d’une série de mesures, etc.

Interpréter des résultats, juger de la qualité d’une mesure, etc.

Confronter le résultat au résultat attendu, mettre en relation, déduire.

Valider ou invalider une information, une hypothèse, etc.

COMMUNIQUER À L’AIDE DE LANGAGES OU D'OUTILS SCIENTIFIQUES

Communiquer des résultats, rédiger une solution.

Exprimer un résultat (grandeur ─ unité ─ chiffres significatifs).

Rendre compte à l’écrit ou à l’oral en utilisant un vocabulaire adapté.

ÊTRE AUTONOME, FAIRE PREUVE D’INITIATIVE

S’impliquer.

Prendre des initiatives, anticiper, faire preuve de créativité.

Travailler en autonomie.

Travailler en équipe.

4  Eau et Environnement

CORRECTIONCORRECTIONRéponses aux questions :

Q1.Q1. Vocabulaire :

L'hydrosphère désigne l'ensemble des zones d'une planète où l'eau est présente : elle concerne aussi bien l'eau sous forme liquide (océans, fleuves, nappes phréatiques...), que sous forme solide (glaciers, banquise...) ou sous forme gazeuse (vapeur d'eau).

La pédosphère est la couche la plus externe (superficielle) de la croûte terrestre, mince pellicule superficielle des continents émergés, composée du sol et soumise aux processus de formation du sol. Elle se situe à l'interface entre la lithosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère et la biosphère. Elle abrite l'essentiel de la faune et la flore du sol.

La lithosphère (littéralement, la « sphère de pierre ») est l'enveloppe terrestre rigide de la surface. Elle comprend la croûte terrestre et une partie du manteau supérieur. Elle est divisée en un certain nombre de plaques tectoniques, également appelées plaques lithosphériques.

Source : Wikipedia.org

Q2. Q2. Pourcentages :

Source d'eau Volume d'eau (km3) % d'eau douce % d'eau totaleOcéans, mers & baies 1 338 000 000 0 % 96,5 %Calottes glaciaires, glacierset neiges éternelles 24 064 000 68,7 % 1,74 %

Eau souterraine 23 400 000 1,7 %Douce 10 530 000 30,1 % 0,76 %Saline 12 870 000 0 % 0,94 %

Humidité du sol 16 500 0,05 % 0,001 %Hydrolaccolithe* & pergélisol* 300 000 0,86 % 0,022 %Lacs 176 400 0,013 %

d'eau douce 91 000 0,26 % 0,007 % d'eau saline 85 400 0 % 0,006 %

Atmosphère 12 900 0,04 % 0,001 %Eau marécageuse 11 470 0,03 % 0,0008 %Rivières 2 120 0,006 % 0,0002 %Eau biosphérique 1 120 0,003 % 0,0001 %

Total : 1 386 000 000 100 % 100 %

* Hydrolaccolithe =    ; pergélisol = 

Q3.Q3. Pourcentage d’eau salée :

Les réservoirs d’eau salée représentent environ 97,5 % du volume de l’hydrosphère.

Source d'eau Volume d'eau (km3)Océans, mers & baies 1 338 000 000Eau souterraine

Saline 12 870 000Hydrolaccolithe & pergélisol 300 000Lacs

 d'eau saline 85 400Total : 1 351 255 400

Q4.Q4. Pourcentage d’eau douce :

Les réservoirs d’eau douce représentent 2,7 % du volume de l’hydrosphère.

Source d'eau Volume d'eau (km3)Calottes glaciaires, glacierset neiges éternelles 24 064 000

Eau souterraineSaline 12 870 000

Humidité du sol 16 500Hydrolaccolithe & pergélisol 300 000Lacs

d'eau douce 91 000Atmosphère 12 900Eau marécageuse 11 470Rivières 2 120Eau biosphérique 1 120

Total : 37 369 110

Q5.Q5. La surface de la Terre est estimée à environ 510 200 000 km2. Celle des mers et les océans est estimée à 361 220 420 km2 soit 70,8 % de la surface de la Terre (voir Liste des étendues d'eau par superficie (Wikipedia.org)).

Q6.Q6. L’eau biosphérique est l’eau contenue dans les êtres vivants.

Q7.Q7. Pourcentage d’eau biosphérique :

Source d'eau Volume d'eau (km3) % d'eau douce % d'eau totaleEau biologique 1 120 0,003 % 0,0001 %

L’eau biosphérique représente 8,1 × 10‒5 %.

Q8.Q8. Définitions :

- L’érosion chimique est la dégradation, l’usure des roches de l’écorce terrestre par un agent extérieur (eau, agents atmosphériques). Le degré d’érosion dépend des propriétés des roches (dureté, dilatation, composition chimique, etc.) ;

- La concrétion correspond à des agrégats de particules en un corps solide. Par exemple, les stalactites se forment par concrétion ;

- La dissolution est le passage en solution d’une espèce solide, liquide ou gazeuse. Par exemple, la dissolution dans l’eau du dioxyde de soufre (gaz) responsable des pluies acides.

Commentaire argumenté

[Présenter le tableau du DOC. 3] L'eau sur Terre est répartie dans différents réservoirs dont le plus grand est composé des mers et des océans qui représente plus de 97 % (1 351 × 106 km3) de l’hydrosphère et constitue un réservoir d’eau salée. Les réservoirs d’eau douce représentent moins de 3 % avec 37 × 106 km3. [Présenter le cycle de l’eau du DOC. 1] Cette eau circule dans l’hydrosphère en subissant trois transformations physiques : l’évaporation des lacs, des mers, des océans et l’évapotranspiration de la biosphère alimentent l’eau atmosphérique qui retombe sur la lithosphère, sous forme de précipitations, pour former, par solidification, ruissellement ou infiltration dans les roches (pédosphère et lithosphère), les lacs, les rivières et les glaciers, avant de retourner dans les mers et les océans.

Cette circulation d’eau façonne les reliefs de la pédosphère et de la lithosphère selon plusieurs modes d’action :

- Lors du ruissellement, des rigoles se forment sur les sols par dissolution des minéraux formant les roches : l'eau dissout des minéraux et transporte des ions jusqu'aux océans, notamment l'acide chlorhydrique et le sodium qui s'associent pour former le chlorure de sodium. Apparaissent alors des aspérités, des trous, des crevasses, etc. L’action de cette érosion chimique est inégale : les roches les plus résistantes forment des reliefs, alors que les roches les moins résistantes forment des creux. En érodant les roches, 

- Lorsque l’eau circule dans le sous-sol, elle se charge d’ions et peut déboucher dans une cavité souterraine : un phénomène inverse de la dissolution va se produire. Des concrétions calcaires de calcite se forment telles que les stalactites, stalagmites, draperies, piliers, etc.

Pour plus d’informations      :  

- CNRS - dossier « Découvrir l'eau » ;- Le centre d’information sur l’eau (CIEAU) ;

A TRIERA TRIERDocument 2 : Réserves en eau sur Terre

Les réservoirs Les stocks(1)

(km3) Temps de résidence(2)

Océans, mers et baies 1 350 000 000 2500 ansEaux continentales 35 976 700

Glaciers 27 500 000 1 600 à 9 700 ansEaux souterraines 8 200 000 1 400 ans

Mers intérieures 105 000 250 ans (pour la mer Caspienne, qui représente 80% du volume)Lacs d’eau douce 100 000 17 ans (grands lacs), 1 an (autres lacs)

Rivières 1 700 16 joursHumidité des sols 70 000 1 an

Eau atmosphérique(humidité de l’air)

13 000 8 jours

Eau biosphérique (cellules vivantes) 1 100 Quelques heures

Hydrosphère 1 385 990 800

Les réservoirs Les stocks(2)

(km3)Pourcentage

(%)Océans, mers et baies 1 350 000 000 97,4Eaux continentales 35 976 700 2,6

Glaciers 27 500 000Eaux souterraines 8 200 000

Mers intérieures 105 000Lacs d’eau douce 100 000

Rivières 1 700Humidité des sols 70 000

Eau atmosphérique(humidité de l’air)

13 000 0,0001

Eau biosphérique (cellules vivantes) 1 100 0,00008

Hydrosphère 1 385 990 800 100

1 D’après Ghislain DE MARSILY, « L’eau », Dominos Flammarion, 1995.2 D’après Ghislain DE MARSILY, « L’eau », Dominos Flammarion, 1995. Voir aussi : Le cycle hydrologique de la planète