« Notre maison brûle et nous regardons ailleurs! »
Jacques Chirac, IVe Sommet de la Terre, 2 septembre 2002.
Ce cours doit vous permettre:
- de comprendre que la température de la planète a toujours varié;;
- de savoir comment nous le savons ;
- d’identifier les facteurs de variations ;
- d’utiliser un outil de simulation permettant de faire une étude de mécanismes potentiels.
Notions que vous devrez savoir maîtriser à l’issue de ce cours:
L’effet de serre. Les gaz à effet de serre. Le cycle du carbone. Les cycles de Milankovitch. La notion d’albédo. Le principe d’actualisme. L’utilisation des rapports isotopiques 18O/16O. Les implications climatiques de la tectonique des plaques. Les implications climatiques de la circulation océanique.
« Un réchauffement climatique? Mais ça fait 10 000 ans que la Terre se réchauffe, la preuve! »
Argument d’un climatosceptique
Travaux pratiques :
L’essentiel :
Les variations climatiques sont corrélées aux variations du cycle du carbone. Le CO2 est un gaz à effet de serre. Les archives géologiques montrent que lorsqu’il y a plus de CO2, le climat est chaud. L’inverse est aussi vrai. Du coup, pour reconstituer et comprendre les variations climatiques passées, il faut comprendre ce qui fait varier le taux de CO2 atmosphérique.
Aujourd’hui, les activités humaines sont responsables de cette perturbation. Mais avant la révolution industrielle, qu’est-ce qui a pu faire varier le taux de CO2 atmosphérique ?
1-Les variations climatiques au Quaternaire
Au Quaternaire, des données préhistoriques, paléontologiques, géologiques et paléoécologiques attestent de l’existence d’une glaciation entre -120 000 ans et -11 000 ans.
Une glaciation est une période de temps où la baisse des températures conduit à une vaste extension des calottes glaciaires.
Les témoignages glaciaires sont nombreux: les moraines, restes fossilisés d’animaux adaptés au froid, sable éolien.
La mesure de rapports isotopiques de l’oxygène dans les carottes polaires antarctiques et dans les sédiments fait apparaître une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires durant 800 000 ans.
Les rapports isotopiques de l’oxygène montrent des variations cycliques coïncidant avec des variations périodiques des paramètres orbitaux de la Terre.
Les pollens piégés dans les tourbières témoignent aussi des variations climatiques (Voir TP plus haut)
Ces variations des paramètres orbitaux (Voir vidéo) ont modifié la puissance solaire reçue et ont été accompagnées de boucles de rétroactions positives et négatives. Ces boucles sont à l’origine des entrées et des sorties de glaciation.
2-Les variations climatiques au Cénozoïque
Au Cénozoïque, et depuis 30 millions d’années, les indices géochimiques des sédiments marins montrent une tendance générale à la baisse de la température moyenne du globe.
Celle-ci apparaît associée à une baisse de la concentration atmosphérique de CO2 en relation avec l’altération des matériaux continentaux, notamment à la suite des orogenèses de cette ère : érection des Alpes et de l’Himalaya.
De plus, la variation de la position des continents a modifié la circulation océanique. D’une circulation équatoriale des eaux, nous sommes passés à une circulation méridienne. Des eaux froides et denses plongent vers le fond des océans depuis les pôles pour rejoindre la surface des milliers de kilomètres plus bas en latitude. Et des eaux chaudes et peu denses de surface rejoignent les pôles comme le Gulf Stream dans l’Atlantique Nord.
Orogenèses et circulation océanique méridienne diminuent l’effet de serre.
3-Les variations climatiques au Mésozoïque
Au Mésozoïque, et notamment durant le Crétacé, les variations climatiques se manifestent par une tendance à une hausse des températures.
Les Dinosaures ont bénéficié ces températures chaudes : la production végétale devait être luxuriante, la nourriture abondante.
Or, au milieu du Mésozoïque, la Pangée se fragmente en plusieurs continents. L’océan Atlantique s’ouvre. L’activité des dorsales émet du CO2. La géodynamique terrestre interne semble principalement responsable de ces variations.
En effet, pour qu’une éruption volcanique se produise, il faut des gaz, principalement du CO2.
Cette émission de CO2 augmente globalement l’effet de serre au Mésozoïque.
4-Les variations climatiques au Paléozoïque
Au Paléozoïque, des indices paléontologiques et géologiques, corrélés à l’échelle planétaire et tenant compte des paléolatitudes, révèlent une importante glaciation au Carbonifère-Permien.
Par la modification du cycle géochimique du carbone qu’elles ont entraînée, l’altération de la chaîne hercynienne et la fossilisation importante de matière organique à l’origine des grands gisements d’hydrocarbures sont tenues pour responsables de cette glaciation.
Le fort taux de dioxygène atmosphérique (40%!) prouve aussi que la photosynthèse n’a jamais été aussi forte.
L’effet de serre a donc baissé durant le Paléozoïque.
Conclusion: oui, les températures sur Terre n’ont cessé de varier et ceci en relation avec une variation de l’effet de serre. Cette variation est naturelle et lente. Aujourd’hui, nous avons provoqué une variation rapide de l’effet de serre à l’origine d’un réchauffement global.
Testez-vous !
Révisez avec Mr Révisions:
Schéma-bilan à retenir:
Testez votre compréhension du sujet :
Des vidéos pour comprendre:
Comment connait-on les températures du passé?
Un thermomètre pollinique:
Photo de la tourbière au col de Steige (Vosges)
Les mousses et les sphaignes sont des filtres naturels à pollens : les pollens transportés par le vent se déposent sur le sol et sont facilement retenus entre les feuilles de ces végétaux. Au cours du temps, les mousses se transforment en tourbe, utilisée par l’homme en horticulture, pour la construction ou comme combustible. Dans les tourbières, l’épaisseur de mousses peut atteindre plusieurs mètres, et les pollens piégés peuvent dater de plusieurs milliers d’années.
Photo de sphaignes de la tourbière du col de Steige
Photo d’un morceau de tourbe fossilisée collecté en Irlande
Un thermomètre isotopique:
Documents du Quaternaire :
Activité de simulations à l’aide du logiciel SimClimat pour le Quaternaire
Comment explique-t-on les variations de périodes glaciaire/interglaciaire au Quaternaire ?
Lien pour télécharger le logiciel SimClimat:
Vidéos pour expliquer les variations glaciaire/ interglaciaire du Quaternaire
Pour lire le cours d’un collègue, cliquez ici: http://www.profsvt71.fr/pages/terminale-specialite-svt/les-climats-de-la-terre/origine-des-variations-climatiques-du-quaternaire.html
Activité de simulations à l’aide du logiciel SimClimat pour le Cénozoïque, le Mésozoïque et le Paléozoïque
Comment explique-t-on les variations de périodes chaudes ou froides depuis 500 Ma ?
TP altération du granite et variation du CO2 atmosphérique :
Entrainement sur des sujets de Bac :
Exercice 2: Les périodes froides du Paléozoïque et du cénozoïque:
Cliquer pour accéder à Sciences-de-la-vie-et-de-la-terre_Baccalaureat-general_J2_21-SVTJ2PO1.pdf
Sujet sur le delta 18O :
evolution_du_climat_aux_diffe_entes_e_chelles_de_temps
sujet_bac_fonte_du_perge_lisol
sujet_Bac_de_forestation_et_changement_climatique
Cliquer pour accéder à 21-SVTJ2AN1.pdf
Corrections SimClimat:
Périodes glaciaires
Périodes depuis le Paléozoïque
en vert stockage type carbonifère (x2)
