Sciences de la Vie et de la Terre

Cours de terminale S

Programme de spécialité

Thème 3 – Du passé géologique à l’évolution future de la planète

Chapitre 1: les climats passés de la planète

Introduction :

Deux problématiques partiellement interdépendantes seront traitées : - les variations du climat. - les variations du niveau moyen des mers.

I - Etudier le climat du quaternaire récent (700 000 dernières années)

A- Le δ18O, un paléothermomètre naturel.

Voir fiche TD n°1, document 1.

H216O

H218O

Le δ18O peut donc être utilisé comme un véritable paléothermomètre

B- Renseignements fournis par les carottes glaciaires

Carottes de glaces

cristaux de glaces

Bulles d’air

Voir fiche TD n°1, documents 2 et 3.

C- Renseignements fournis par les foraminifères marins

Voir fiche TD n°1, documents 4, 5 et 6

Deux types de renseignements :- Sens d’enroulement de la coquille (senestre dans eaux chaudes, dextre dans les eaux froides)

- δ 18O de la coquille

Document 6Evolutions du δ18O moyen des océans (courbe du haut)et des glaces en

Antarctique (site deVostok), au cours du temps.

D- Des témoins des paléoclimats en milieu continental

Voir TP pollen (ECE) + correction

Les pollens sont caractéristiques des végétaux

les paléo-environnements sont étroitement liés aux climats passés

Etude de carottes sédimentaires de lacs ou de tourbières

spectre pollinique

diagramme pollinique

II – Les causes des variations climatiques

cycles de 100 000 ans, 43 000, 24 000 et 19 000 ans.

Comment expliquer ces variations ?

A- Une explication astronomique : la relation terre-soleil.

B- Des phénomènes modulant l’amplitude des variations climatiques

1°) Les variations de l’albédo de la planète

Albédo = énergie réfléchie/énergie reçue

Période froide

Augmentation des calottes glaciaires

Refroidissement climatique (amplification de la période

froide initiale)

Refroidissement des sols

Moins d’énergie solaire stockée par les sols

Augmentation de l’albédo global

Albedo = amplificateur des variations climatiques

2°) Les variations de la teneur en CO2 atmosphérique

Période chaude

Augmentation de l’effet de serre

Echauffement des océans

réchauffement climatique (amplification de la période chaude

initiale)

Enrichissement de l’atmosphère en CO2

Diffusion du CO2 des océans vers l’atmosphère

III)- Les changements climatiques aux plus grandes échelles de temps :

A) Des traces géologiques qui témoignent de ces changements climatiques

A faire en devoir maison : résumer sous forme d’un tableau les traces des variations climatiques des

périodes très anciennes (tableau fourni)

B) Ces changements climatiques sur de longues périodes sont induits par des variations importantes de la teneur en C02 de l’atmosphère

Quels sont donc les mécanismes qui régulent le taux de CO2 atmosphèrique ?

CO2

HCO3-

Précipitation des carbonates

(formation de calcaire)

Ca2+ + 2HCO3-

CaCO3 + H2O + CO2

Emissions gazeuses volcaniques aériennes ou sous marines (activité des dorsales

océaniques)

Erosion des reliefsExemple : dissolution des carbonates par hydrolyse

Fixation du CO2 dans la matière organique (photosynthèse) puis

fossilisation de cette matière organique sous forme de charbon

ou de pétrole.

Augmentation du CO2 atmosphérique : réchauffement climatique

Diminution du CO2 atmosphérique : refroidissement climatique

CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2HCO3-

processus libérateurs de CO2 : le dégazage du manteau par le volcanisme

précipitation des carbonates

processus consommateurs de CO2 :la dissolution des carbonates

le piégeage de la matière organique dans les roches carbonées l’altération des silicates calciques et magnésiens de reliefs orogéniques

Conclusion : envisager les climats du futur

Actuellement, les scénarios d’évolution de la température moyenne de la Terre qui, outre la variabilité naturelle du climat, prennent en compte l’impact des

activités humaines , prévoient un réchauffement de l’ordre de 2 à 5 ° C au cours du 21ème siècle .

La prévision des climats du futur est un enjeu à la fois scientifique et sociétal et fait l’objet de conventions, d’accords et de protocoles internationaux .

( Exercice n ° 4 page 56)L’identification des paramètres qui contrôlent le climat de la Terre est essentielle

pour construire des modèles climatiques .La relation entre température moyenne de la surface de la Terre et concentration en gaz à effet de serre est observée tout au long de l’histoire mais de nombreux autres paramètres, pas toujours bien connus, interviennent (ralentissement des

courants marins tels le Gulf Stream par exemple).

Chapitre 2: les variations du niveau de la mer

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