Quelles informations sont apportées par l’étude des glaces polaires ?

- les concentrations en gaz à effet de serre emprisonnés dans les bulles des carottes de glace principalement

- les paléotempératures grâce à un thermomètre isotopique

Qu’est-ce qu’un thermomètre isotopique ?

C’est un indicateur indirect de la température moyenne d’un lieu, fondé sur l’étude de la composition isotopique en oxygène 18 ou en deutérium dans l’eau des glaces par exemple.

Donner 3 exemples d’indicateurs des climats du passé.

- l’étude des glaces au niveau des calottes glaciaires ;

- l’étude des pollens récoltés au niveau de tourbières ou de lacs par exemple ;

- l’étude des foraminifères au niveau des océans.

Quel est le comportement de l’isotope O18 par rapport à celui d’O16 ?

L’isotope O18 est plus lourd que l’isotope O16 et se retrouve préférentiellement dans les précipitations.

Comment évolue la température d’un site quand le delta O18 des glaces diminue ? Expliquer.

La température diminue.

T° froides --> nombreuses précipitations --> précipitations aux pôles appauvries en O18.

Comment évolue la température d’un site quand le delta O18 des glaces augmente ? Expliquer.

La température augmente.

T° élevées --> peu de précipitations --> précipitations neigeuses riches en O18.

De quelle manière ont évolué les températures depuis 800 000 ans ?

De manière cyclique : alternance de périodes glaciaires et interglaciaires.

Comment ont évolué les taux de GES d’origine anthropique récemment ? Quel impact ont-ils sur l’évolution de la température mondiale ?

Les taux de GES d’origine anthropique ont augmenté de façon considérable ces dernières décennies, ce qui a amplifié l’effet de serre.

Comment évolue la température d’un site quand le delta O18 des carbonates des foraminifères diminue ? Expliquer.

La température augmente.

T° élevées --> fonte des glace --> augmentation du niveau des mers --> « dilution » du delta O18 dans les océans

Comment évolue la température d’un site quand le delta O18 des carbonates des foraminifères augmente ? Expliquer.

La température diminue.

T° froides --> accumulation de beaucoup de glaces à faible teneur en O18 --> diminution du niveau des océans --> concentration du delta O18 dans les océans

Donner la définition de l’albédo.

C’est le rapport entre le rayonnement solaire réfléchi et celui reçu par une surface de valeur comprise entre 0 et 1.

Donner la définition d’un gaz à effet de serre (GES).

C’est un gaz atmosphérique capable d’absorber le rayonnement infrarouge terrestre et donc de participer à l’effet de serre.

Quelle caractéristique présente une surface avec un albédo de 0 ?

C’est une surface parfaitement absorbante.

Quelle caractéristique présente une surface avec un albédo de 1 ?

C’est une surface parfaitement réfléchissante.

Quelle est la valeur de l’albédo moyen théorique de la Terre ? A quelle température théorique correspond-il ? Qu’en est-il de la température moyenne réelle ?

Un albédo moyen théorique de 0,3 correspond à une température de -18 °C environ, alors que la température moyenne réelle est de + 15°C.

Quelles sont les caractéristiques de l’atmosphère terrestre vis-à-vis du rayonnement solaire incident et du rayonnement terrestre ? Quelles sont leurs conséquences sur l’effet de serre ?

L’atmosphère terrestre est très transparente au rayonnement solaire mais plutôt opaque au rayonnement terrestre (les infra-rouges), ce qui contribue à augmenter l’effet de serre.

Comment se nomme ce principe selon lequel on suppose que les représentants anciens d’une espèce avaient les mêmes exigences climatiques que ceux d’aujourd’hui ?

Le principe d’actualisme.

Quels sont les paramètres orbitaux (astronomiques) qui peuvent influencer les climats ?

L’excentricité, l’obliquité et la précession des équinoxes.

Parmi les processus jouant sur le climat, citer au moins 3 processus consommant du CO2.

- L’altération chimique des silicates formés lors des orogénèses (continents)

- l’altération chimique des carbonates (continents)

- le piégeage (stockage) important de la matière organique fossile (charbon, houille …)

- la photosynthèse

Citer au moins 3 exemples de gaz à effet de serre.

Plus d’une quarantaine de gaz à effet de serre ont été recensés par le Groupe Intergouvernemental d’Experts sur l’Évolution du Climat (GIEC) parmi lesquels figurent : la Vapeur d'eau (H2O), le Dioxyde de carbone (CO2), le Méthane (CH4), l'Ozone (O3), le Protoxyde d'azote (N2O), l'Hydrofluorocarbures (HFC), le Perfluorocarbures (PFC) et l'Hexafluorure de soufre (SF6).

Parmi les processus jouant sur le climat, citer au moins 3 processus libérant du CO2.

- La précipitation des carbonates de calcium en milieu marin tropical

- le métamorphisme des carbonates et de la matière organique

- le volcanisme d’arc et de dorsales

- la respiration

Donner 2 exemples lithologiques, paléontologiques ou paléogéographique indicateurs de climat froid.

- une grande extension des tillites

- la présence d’une importante calotte glaciaire

Donner 2 exemples lithologiques ou paléontologiques ou paléogéographiques indicateurs de climat chaud et sec.

- Prédominance de roches sédimentaires caractéristiques de climats arides et tropicaux sur tous les continents (calcaires, évaporites, bauxite, latérites)

- absence de calotte glaciaire

- haut niveau marin

De quels gaz était composée l’atmosphère terrestre primitive ? Quelles étaient ses propriétés ?

L’atmosphère primitive était composée de vapeur d’eau, de CO2 et de N2 et était dépourvue de O2. Elle possédait des propriétés réductrices.

Quelle est la composition actuelle de l’atmosphère ?

78 % de diazote, 21 % de dioxygène, 0,93 % d'argon, 0,04 % de dioxyde de carbone et des traces d'autres gaz.

Dans quel milieu le dioxygène a-t-il été libéré en premier ? Quelles sont les roches qui en témoignent ?

Le dioxygène s’est d’abord retrouvé libre dans les océans comme en témoignent les BIF (Banded Iron Formation) qui sont des roches sédimentaires marines, formées à partir des produits d’altération des roches continentales, entre - 3,5 et - 2 Ga.

Dans quel milieu s’est retrouvé le dioxygène après sa libération dans les océans ? Quelles sont les roches qui en témoignent ?

Le dioxygène a ensuite diffusé vers l’atmosphère comme en témoignent l’apparition de paléosols rouges riches en hématite en domaine continental vers 2,2 Ga.

Quels sont les organismes qui ont permis la production de dioxygène dans les océans ? par quel métabolisme ?

Les stromatolites sont des cyanobactéries effectuant la photosynthèse.