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Thème 2B Chapitre 11 : Reconstituer et comprendre les variations climatiques pa

Thème 2B Chapitre 11 : Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées Quels indices permettent aux scientifiques de retrouver les climats du passé et comment ceux-ci déterminent-ils les causes des variations climatiques actuelles et passées ? Comment les archives climatiques permettent d’étudier les manifestations du réchauffement climatique depuis 150 ans ? I-L ’évolution du climat depuis la révolution industrielle Activité bordas p.293 Les activités humaines ont entraîné une augmentation de la température moyenne globale de 1°C au cours des 150 dernières années, ayant des conséquence sur la météorologie, la biosphère, et l’humanité. L'origine principale de ce réchauffement est la hausse du taux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, pour deux raisons majeures : - l'augmentation importante de la consommation de carburants fossiles au cours du XX e siècle en raison de la révolution industrielle et l'augmentation de la population mondiale. La combustion libère de grandes quantités de CO2. - l'agriculture moderne est également responsable de 90 % de l'émission de N20, gaz à effet de serre issu des sols labourés. Les gaz à effet de serre contribuent à augmenter la température globale, ce qui conduit à un phénomène appelé changement climatique. Il entraîne des bouleversements qui affectent déjà les écosystèmes, le cycle de l'eau et le cycle du carbone. Si les émissions continuent à la vitesse actuelle, les différentes modélisations envisagent un réchauffement de 0,5 °C d'ici 2050. L’étude des variations climatiques passées permet de comprendre le changement climatique actuel et de chercher des pistes d’actions. Depuis 1850, la température globale a augmenté d'environ 1°C. Ce réchauffement climatique est lié à la perturbation du cycle biogéochimique du carbone par les émissions liées aux activités humaines de gaz à effet de serre tels que le CO2. L'étude des climats passés est indispensable pour anticiper le changement climatique à venir. II-Les climats au Cénozoïque Quels indices peuvent permettre de témoigner d’une évolution climatique depuis 11700 ans ? 2-A l’échelle de l’Holocène : un climat chaud COURS ECRIT : doc. 1 p 68, 69 + TD/TP 19 ou p 296 belin Indépendamment de l’action des humains, le climat terrestre a déjà changé ; Pour reconstruire les climats passés, on peut étudier les sédiments continentaux ou océaniques ; En milieu continental, les grains de pollens piégés dans la tourbe peuvent enregistrer une modification de types de végétation. En milieu océanique, certains sédiments renferment des tests de foraminifères. Ces tests calcaires contiennent des atomes d’oxygène O issus de l’eau de mer. Plus cette eau est chaude, moins il y a d’isotopes 18O dans le test. Le rapport isotopique 18O /16O, appelé delta 18 O, et ainsi un thermomètre isotopique. Ces indices montrent de façon concordante que le climat s’est réchauffé au début de l’Holocène, il y a environ 12000 ans. Comment les indices polliniques et glaciaires montrent l’alternance régulière de glaciations et de réchauffement durant le pléistocène ? 3-A l’échelle du quaternaire : Des alternances de périodes glaciaires et interglaciaires COURS ÉCRIT : doc. 1 p 66, 67 + TD/TP 18 (ECE)  Avant de commencer le TP/TD, bien rappeler aux élèves les variations de températures + p 299 belin Dans les vastes régions de l’hémisphère Nord, on observe des marques laissées par des glaciers dans un passé géologiquement proche (100 000 ans environ). Au Groenland et Antarctique, deux vastes calottes glaciaires persistent aujourd’hui. Elles sont épaisses de plusieurs kilomètres de neige déposée et transformée en glace depuis 800000 ans. En analysant les isotopes de l’oxygène et de l’hydrogène des molécules d’eau de la glace, on a accès à de véritables archives climatiques. En effet, plus le climat est froid, plus le rapport delta 18 O et le rapport delta D (rapport entre les isotopes 2H et 1H) de la glace diminuent. Toutes ces données montrent, de façon concordante, que le climat a oscillé au cours des 800000 dernières années : des périodes glaciaires (froides) et des périodes interglaciaires (réchauffement) ont alterné. Les paramètres orbitaux de la Terre varient de façon cyclique : ce sont les cycles de Milankovitch. Ils sont à l’origine des alternances entre périodes glaciaires et interglaciaires. Ces variations ont modifié la quantité d’énergie thermique reçue à la surface du globe. Elles ont été amplifiées par des rétroactions (positives ou négatives) impliquant la solubilité du CO2, dans les océans et l’albédo. Quelles tendances d’évolution climatique peut-on décrire au Cénozoïque ? 4-A l’échelle du Cénozoïque : un refroidissement climatique P303 belin + 303 Bordas Différents indices ont permis de reconstruire l’évolution de la concentration atmosphérique en CO2 entre -65 millions d’années et aujourd’hui (Cénozoïque) et d’en déduire l’effet de serre et la température moyenne. Citons notamment l’indice stomatique, l’étude de différents rapports isotopiques dans les roches sédimentaires et l’état de dégradation des paléosols. Après plusieurs pics, la concentration atmosphérique en CO2 a diminué depuis 30 millions d’années. La seconde partie du Cénozoïque est donc marquée par un refroidissement climatique. Ce dernier s’explique par l’altération des roches continentales des chaines de montagnes alpines (qui a pompé du Co2 atmosphérique) et par la modification de la circulation océanique causée par la variation de la position des continents. II-Les variations climatiques au Paléozoïque et au Mésozoïque Comment les géologues ont-ils pu reconstituer le climat du crétacé, et pourquoi faisait-il si chaud durant cette période ? a) Le Crétacé, une période chaude Activité le crétacé une période chaude Bordas p.304,305 Le crétacé s’étend de -135 à -65Ma, sur la fin de l’ère mésozoïque. La reconstitution des paléoceintures climatiques montre le développement des climats chauds à des latitudes élevées et l’absence de dépôts glaciaires. Le climat global du Crétacé était donc particulièrement chaud. L’étude de l’indice stomatique, corrélée à d’autres méthodes, montre une teneur élevée en CO2 dans l’atmosphère ayant entrainé un effet de serre important. La principale hypothèse pouvant expliquer ce taux élevé de CO2 atmosphérique au Crétacé est le volcanisme des dorsales. En effet, il s’agit d’une période de séparation des masses continentales (ouverture de l’océan Atlantique) avec un taux d’expansion océanique particulièrement élevé Est-il possible de reconstituer le climat qui régnait sur la Pangée à la fin du Paléozoïque ? 2-Au Paléozoïque (541-255 Ma), un climat contrasté mais globalement froid. Activité belin p.326, 327 + 328,329 A la fin du Paléozoïque, on observe un refroidissement global du climat. Dès le milieu du carbonifère (323 Ma), toutes les masses continentales fusionnent en un supercontinent, la Pangée et au Permien (299-252 Ma), des inlandsis recouvrent des latitudes plus basses qu’actuellement. On retrouve des traces de ces phases glaciaires sur de nombreux continents aujourd’hui dispersés et qui à l’époque, constituaient la pointe sud de la Pangée. Dans les régions situées au niveau des tropiques, l’aridité domine, comme le montrent les dépôts d’évaporites . La naissance de la Pangée a été associée à la formation, au niveau de l’équateur, d’une vaste ceinture orogénique d’orientation est-ouest : la chaine varisque (ou chaine hercynienne). Sous un climat chaud et humide, cette chaine de montagne subi une altération intense. L’hydrolyse des minéraux silicatés de la croute profonde a piégé d’importantes quantités de CO2 atmosphérique. Cette perturbation du cycle biogéochimique du carbone a été à l’origine d’un refroidissement progressif pendant le Carbonifère Supérieur (323-299 Ma). Le climat chaud et humide était par ailleurs favorables au développement de la végétation. Les bordures de la chaine varisque étaient ainsi recouvertes de vastes forets. Dans cet environnement, la sédimentation détritique et la productivité primaire étaient importantes et de gigantesques dépôts de matière organique se sont formés. Ils ont permis la formation de gisements de charbon qui ont séquestré jusqu’à nos jours une importante quantité de CO2… que l’humanité relargue dans l’atmosphère depuis 150 ans . uploads/Geographie/ chap11-cours-modifie-2 1 .pdf