Chapitre 2 : Reconstituer les climats, I- les apports de la glaciologie Les 800 000 dernières années Pourquoi 800 000 ans ? Car c'est la glace terrestre la plus ancienne qui a été analysée à ce jour, et les glaces anciennes sont des sources très riches en renseignements sur l'atmosphère et les climats du passé. Que représentent les 800 000 dernières années ? → C'est bien sur une échelle qui dépasse largement nos vies (82,5 ans d'espérance de vie en France en 2012), et même celle de l'Histoire de l'Humanité. → Elle concerne ce qu'on appelle la Préhistoire. → Mais c'est une période tout à fait courte par rapport à l'histoire de la Terre (4,5GA soit 4500000000 années) : moins de 0,2 % rq : suite avec pollens et foraminifères

Glace et bulles pour commencer un travail avec les documents du livre sur les bulles conservées dans les glaces des poles.

TD. Les glaces, des archives de l'atmosphère passée Livre p86 1. Doc2. Expliquer en quoi la découverte de l'utilisation possible des glaces comme archive de l'atmosphère passée est fortuite 2. Doc3. Décrire le mécanisme de formation des bulles d'air emprisonnées dans la glace Livre p85 3. Doc4 Préciser comment la valeur du Delta D évolue quand la teneur en deutérium de l'eau diminue 4. Doc 4, 5 et 6 Justifier l'expression « Thermomètre isotopique » 5. Doc 6 et 7 Calculer la température régnant en Antarctique aux temps marqués A et B sur le doc 7 Q1 fortuite cf texte 2 hasard

« Le hasard ne favorise que les esprits préparés » Louis PASTEUR Les glaces polaires se forment par accumulation et tassement progressif de couches successives de neige Les skieurs de randonnée connaissent bien l'évolution de la neige d'abord formée de flocons avec beaucoup d'air et qui évolue par tassement ou dégel regel selon les températures. L' air emprisonné entre les interstice de la neige est de plus en plus piègé dans des interstices. A grande profondeur, il n'y a mème plus de bulles, on a des hydrates d'air !

3) rappel : isotopes ? atomess différents par leur nombre de neutrons. 2 isotopes sont utilisés comme marqueurs climatiques : O16 /O18 et D/H Dans la formule, si D diminue le deltaD diminue. rq : deltaD négatif car moins de deutérium dans l'eau de pluie que dans l'eau de mer qui sert de rféférence. rq : SMOW Standard Mean Ocean Water , soit "eau standard de l'océan moyen" 4) doc 5 : le delta D est plus élevé dans les régions chaudes doc 6 : lien deltaD température linéaire. plus la température est basse, plus le deltazD diminue. Q5 y= ax +b.. + facile graphiquement, Adeltad = -435 T environ -60 B deltaD = -380 Tenvirons -55.

Bilan De l'air est emprisonné dans les glaces La glace est constituée par l'accumulation de couches de neige. La neige présente une porosité ouverte : l'air peut circuler d'un pore à l'autre (on dit aussi du coup que la neige est perméable à l'air). Cependant en se retrouvant enfouie la neige se compacte peu à peu en glace, à la porosité fermée : des bulles d'air sont emprisonnées. On retrouve ainsi des bulles d'air emprisonnées âgées de plusieurs milliers d'années. On peut facilement dater la glace Les « carottes » de glace prélevées par forage dans la glace présentent des successions de toute petites couches qui correspondent généralement à un cycle d'un an. On peut ainsi savoir pratiquement à l'année près de quand date un échantillon d'atmosphère prélevé dans une bulle d'air. La glace elle-même contient de l'information La glace est une précipitation (neigeuse) du passé. Elle contient les molécules d'eau (H2O) du passé. → Des isotopes intéressants Il existe 2 isotopes naturels de l'oxygène : l'oxygène 16 (très majoritaire) et l'oxygène 18 Il existe 2 isotopes naturels de l'hydrogène : l'hydrogène « classique » (très majoritaire) et le Deutérium (ou Hydrogène 2). La glace a enregistré les rapports isotopiques Delta O18 et Delta D pour ces deux isotopes (Mesure de la proportion des isotopes minoritaires) dans les précipitations du passé. → Lien entre température et rapports isotopiques On constate que les rapports isotopiques (Delta O18 ou Delta D) dans les précipitations sont corrélés de façon linéaire avec la température au moment de la condensation. On explique cela car les atomes lourds se condensent plus facilement que les atomes légers, et ce d'autant plus qu'il fait froid. Les corrélations doivent être établies localement, dans le lieu étudié par forage, actuellement. Elle permettent ensuite de calculer une température du passé : on parle de thermomètre isotopique

TP3 : exercice de mise en forme de données avec un tableur, et de communication de résultats A partir de données brutes provenant d'une carotte de glace prélevée en Antarctique à Vostok (dans Commun > SVT > TS_Spé > Glaciologie ), du logiciel OpenOffice Calc  : tableur = traitement de données en tableau, réalisation de graphiques et du logiciel OpenOffice Impress  : réalisation de présentations (diaporamas), mettez en évidence la corrélation entre la température estimée et le taux de CO2.

discours : on sait que le delta d est corrélé avec la température. Les variations du taux de CO2 suivent celles du deltaD donc le taux de CO2 est corrélé à la température donc on peut établir une succession de périodes glaciaires (creux deltaO2) et interglaciaires (pic deltaO2 )

bilan La composition isotopique des glaces et d'autres indices (par exemple la palynologie ou les foraminifères) permettent de retracer les évolutions climatiques depuis 800000 ans On observe sur cette période la succession de périodes glaciaires (froides) et interglaciaires (chaudes) suivant une périodicité variable (de l'ordre des dizaines de millénaires). La dernière glaciation était encore forte il y a environ 20000 ans. On l'appelle « glaciation du Wurm ». Le réchauffement qui a mis fin à cette glaciation a facilité la progression de notre espèce à travers toute l'Europe. Composition de l'air depuis 800000 ans Les bulles d'air contenues dans les glaces permettent d'étudier la composition de l'air durant les 800 000 dernières années. On y observe notamment les polluants d'origine humaine. Parmi ceux ci, le taux de dioxyde de carbone atteint aujourd'hui un taux record (400ppm) qui dépasse largement les valeurs maximales enregistrées dans le passé. Corrélation entre CO2 et température estimée du passé Il existe une corrélation forte entre le taux de CO2 et la température estimée dans le passé : plus il y a de CO2, et plus il fait chaud. Cette observation fait craindre un très fort réchauffement climatique à venir

Une forte corrélation entre température et taux de CO2 atmosphérique

premiers résultats de recherches dans les glaces Antarctiques Le climat depuis 450 000 ans : premiers résultats de recherches dans les glaces Antarctiques Une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires Optimum interglaciaire Optimum interglaciaire Optimum interglaciaire Optimum interglaciaire Optimum interglaciaire Optimum glaciaire Optimum glaciaire Optimum glaciaire Optimum glaciaire C : Réchauffement F : Refroidissement C F C F C F C F