Sciences, climat et société

Séquence 2 ES

 Séance 1  :

Définitions :

► Accrétion : agrégation /accumulation de matière.

Cours :

► Révisions rapides : La masse d’une planète correspond à sa force d’attraction. Plus une planète est grande, plus sa force d’attraction le sera. De ce fait, l’atmosphère sera plus ou moins dense, en fonction de la masse d’une planète.

►  L’atmosphère de la Terre primitive : les chondrites sont des météorites apparues en même temps que le reste du système solaire il y a 4.5 Ga. Elles n’ont subi ni différenciation, ni dégazages significatifs, et fournissent donc une « image » de la Terre primitive. Après leur chauffage, les gaz récupérés sont :  80% H22O, 12% CO22, 5% N22 et 0% de O22. Cette absence d’O22explique le terme de d’atmosphère réductrice. L’atmosphère actuelle est composée de 78% de N2, 21%O2 et de traces d’eau et de CO2, soit un enrichissement en O22 et N22et un appauvrissement en CO 22 et H22O.[pic 1]

► La présence d’eau liquide sur Terre : La terre est la seule planète de notre système solaire à réunir les critères pour avoir de l’eau dans ces trois états (Liquide, Solide, Gaz) :

Ce qui lui permet d’obtenir une température de 15 degrés en moyenne et une pression atm de 1.

► Un piégeage du CO2 accentué : Le CO2, en milieu aqueux génère des ions hydrogénocarbonate qui vont réagir avec l’eau environnante pour former du CO3^2qui, associé au CA^2+ va donner du carbonate de calcium. Le CO2 est donc piégé au sein des roches carbonatées.

► Une atmosphère qui devient oxydante : Période : - 4 à - 3.5 Ga : Des cyanobactéries ont une activité photosynthétique et rejettent de l’O2 dans l’eau. Période : 

Des formations sédimentaires contenant du Fer précipitent en milieu océanique (fers rubanés) : l’O2 est toujours océanique. Période : A partir de – 2.2 Ga : Des gisements de Fer continentaux (paléosols rouges) : l’O2 a donc rejoint l’atmosphère (formation de l’ozone).[pic 2]

► L’évolution de la Vie accompagne celle de l’atmosphère : La vie génère la vie, puisque les végétaux grâce à la photosynthèse développe des forêts au carbonifère de -360 à -300 Ma en rejetant de l’oxygène, tout en permettant l’oxydation de l’atmosphère.[pic 3]

► Du dioxygène à l’ozone : En effet L’oxydation de l’atmosphère a permis l’apparition d’organismes pratiquant la respiration, ce qui a participé à l’augmentation de cet O2O2 atmosphérique. A partir de -400 Ma, la formation d’une couche d’ozone (O3O3 ) a permis un essor du développement de la Vie hors de l’eau.  En effet, comme on peut le voir ci-contre, l’ozone a un pic d’absorption dans les UV à 255 nm qui correspond au domaine d’absorption de l’ADN. Donc quand l’ozone absorbe les UV, ces derniers n’atteignent pas l’ADN ce qui réduit le risque mutagène. La lumière solaire qui atteint la surface du globe a été débarrassée en grande partie des rayonnements ultraviolets nuisibles.[pic 4]

► Un équilibre fragile : Si l’activité humaine tend à augmenter et/ou s’il y a une forte activité tectonique, de l’O2, l’O2 atmosphérique pourrait diminuer ce qui déséquilibrerait le cycle.

► Les réservoirs de Carbone : Chaque réservoir avec une réaction libérant ou piégeant le carbone : en effet, les phénomènes pour chaque réservoir sont :          L’hydrosphère : dissolution du CO2 (chimique) et photosynthèse des végétaux (biologiques)marins sans oublier le piégeage dans les roches carbonatées (chimique).[pic 5]

• L’atmosphère et la biosphère : la photosynthèse prélève du CO2 alors que la respiration des êtres vivants en relâche (biologique).
• La géosphère : la dégradation de la matière organique est à l’origine des combustibles fossiles qui sont ensuite extraits (physique et chimique). L’activité humaine extrait de fortes quantités de combustibles fossiles, véritables réservoirs de carbone, les « brûle », et est aussi à l’origine de la déforestation qui réduit l’activité photosynthétique.

► L’importance de la photosynthèse : La photosynthèse produit énormément d’oxygène, supprimer les arbres en trop grande quantité, revient à perturber le réservoir de carbone qu’est la biosphère.[pic 6]

► La formation des combustibles fossiles : La formation du pétrole et des autres hydrocarbures, résulte de la décomposition de la matière organique qui s’enfouit progressivement (d’où le terme de « fossile »). Cet enfoncement change les conditions de pression et température ce qui modifie la matière organique en roches (Kérogène) puis en pétrole (liquide). Au carbonifère (-360 à -300 ma), les immenses forêts tropicales, ont été une source indéniable de matière organique lors de leur décomposition d’où les nombreuses ressources fossiles datant de cette période. Ce processus très lent, prend plusieurs millions d’années contrairement à l’exploitation par l’Homme qui est intensive, d’où le terme de « non renouvelable ».[pic 7]

► Le cycle du Carbone : Pour chaque réservoir le bilan est quasi nul : on trouve une différence égale à zéro dans le cycle naturel et +9.8Gt avec l’activité humaine, le carbone atmosphérique piégé par le réservoir est restitué à l’atmosphère, d’où le terme de bilan équilibré. L’activité humaine perturbe ce cycle car le flux sortant est bien trop important par rapport au flux entrant représenté par la décomposition de la matière organique.

 Séance 2  :

Cours :

► Révisions rapides : Les trois paramètres pour un bulletin météorologique sont : La température, les précipitations et la vitesse des vents. Le lien entre ces trois paramètres est le suivant : A l’équateur, sous l’effet de la température (°C), les masses d’air se réchauffent, deviennent moins denses et s’élèvent. Une fois en altitude, elles se déplacent, se refroidissent, deviennent plus denses et sont animées d’un mouvement descendant. Les différences de pression engendrées par les différences de température (°C) des masses d’air créent des vents de surface et d’altitude.[pic 8]

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