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 Voir fiche TD n°1, documents 2 et 3. Carottes de glaces cristaux de glaces Bulles d’air

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 6 Evolutions 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.

1°) Les variations de l’albédo de la planète B- Des phénomènes modulant l’amplitude des variations climatiques 1°) Les variations de l’albédo de la planète Albédo = énergie réfléchie/énergie reçue

Albedo = amplificateur des variations climatiques Période froide Augmentation des calottes glaciaires Augmentation de l’albédo global Moins d’énergie solaire stockée par les sols Refroidissement climatique (amplification de la période froide initiale) Refroidissement des sols Albedo = amplificateur des variations climatiques

2°) Les variations de la teneur en CO2 atmosphérique

Echauffement des océans Diffusion du CO2 des océans vers l’atmosphère Période chaude Echauffement des océans Diffusion du CO2 des océans vers l’atmosphère Enrichissement de l’atmosphère en CO2 réchauffement climatique (amplification de la période chaude initiale) Augmentation de l’effet de serre

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- Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H2O + CO2 Augmentation du CO2 atmosphérique : réchauffement climatique Diminution du CO2 atmosphérique : refroidissement climatique CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2HCO3- Erosion des reliefs Exemple : 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. CO2 HCO3- Emissions gazeuses volcaniques aériennes ou sous marines (activité des dorsales océaniques) Précipitation des carbonates (formation de calcaire) Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H2O + CO2

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 Voir dossier