SCIENCES DE LA VIE ET DE LA TERRE

Terminale Enseignement de spécialité


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Thème Enjeux contemporains de la planète
Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain


Réf.09 Chap.IX Les variations climatiques au Paléozoïque et au Mésozoïque pdf: référentiel à avoir à chaque cours (y compris en TP!)




Chap.IX Les variations climatiques au Paléozoïque et au Mésozoïque
Chap.X Les variations climatiques au Cénozoïque

Les prérequis


Chap.IX Les variations climatiques au Paléozoïque et au Mésozoïque


Comment, par quelles méthodes les paléoclimatologues peuvent-ils reconstituer des climats très anciens? Quels sont les indices et les témoins qu'ils peuvent utiliser?

Echelle des temps géologiques

Diaporama: les périodes étudiées



Deux grands types de climats globaux

L'expression "climat global" désigne le climat envisagé à l'échelle de la planète


Les roches sédimentaires ont permis d'identifier des variations du climat global sur de longues périodes de temps.
Le climat a tendance à osciller entre deux types de climats globaux extrêmes, que sont:
  • "la période froide avec glaciation", durant laquelle l'extension des aires climatiques froides est importante (en particulier avec des zones de climat polaire aux hautes latitudes);
  • "la période chaude sans glaciation", durant laquelle les aires climatiques chaudes sont étendues (en particulier, il n'y a pas de climat polaire).

Laurent Bopp, chercheur en climatologie au Laboratoire des Sciences de l'Environnement et du Climat


Avant de commencer à parler des climats du passé: les grandes aires climatiques actuelles


Documents du cours

I Reconstitution de paléoclimats à partir d'indices paléontologiques et géologiques


A - Les variations du climat enregistrées par les roches sédimentaires et les fossiles


Paléoclimat du Permo-carbonifère et Paléoclimat du Crétacé supérieur


A l'aide des documents, caractériser les climats au Permo-carbonifère et au Crétacé supérieur => TD

Des clefs pour interpréter la répartition des marqueurs sédimentaires climatiques

Processus de formation

Altération continentale par hydrolyse des roches siliceuse

Précipitation des ions d'une solution salée sursaturée

Accumulation puis transformation du phytoplancton

Accumulation puis transformation des végétaux continentaux ou littoraux

Accumulation puis compaction de produits de l'érosion glaciaire des continents

Contexte favorable

Climat chaud et humide

Evaporation intense d'un bassin salé

Marge continentale anoxique à forte productivité primaire

Bassin continental subsident à forte productivité primaire

Présence d'une calotte glaciaire ou d'un glacier

AIRES CLIMATIQUES

Polaire

X

X

Tempérées froides

X

Tempérées

X

X

Arides

X

X

Tropicales

X

X

X


La répartition de marqueurs climatiques à la surface de la Terre

A l'aide des documents précédents: positionnez sur le document distribué les limites latitudinales des aires climatiques au Permo-Carbonifère et au Crétacé

Au Permo-Carbonifère

Au Crétacé

Les fossiles: des indicateurs de climats

Livre p.323

Entraînement aux ECE



TP10 Indices stomatiques, un indicateur des variations de la teneur en CO2 (version ECE)


Fiche technique Mesurim


le logiciel Mesurim accessible en ligne pour s'entraîner


Fichier de secours Epiderme inférieur d'une feuille actuelle


Discussion sur la validité des comparaisons: remarques, limite de cette technique....

Ginkgo adiantoides (Crétacé terminal - début du cénozoïque)
Les Ginkgoales
Ginkgo biloba (actuel)

Le graphique ci-contre a été obtenu au laboratoire sous atmosphère contrôlé en CO2. La teneur en CO2 est mesurée en ppmv (parties par million en volume) et l’indice stomatique déterminé à partir de l’épiderme de la face inférieure des feuilles de Gingko biloba actuel.
On rappelle que la teneur actuelle en CO2 est en moyenne de 370 ppmv (proche de 400 ppmv depuis les dernières mesures effectuées).


S'entraîner avec un tableur: établir la relation mathématique entre indice stomatique et teneur en CO2


Fichier excel Indice stomatique en fonction du taux de dioxyde de carbone Equation de la courbe de tendance


B- Les sédiments marins contiennent des fossiles indicateurs de la paléotempérature de l’océan.


L'utilisation de rapport isotopique pour estimer les températures

The JOIDES Resolution cruises the globe sampling sediments from the bottom of the world’s oceans. The ship is capable of drilling holes over 2,100 meters (6,890 feet) below the sea floor in water up to 8,000 meters (26,000 feet) deep. (Photograph courtesy JOI Alliance/IODP)


SEM micrographs of four benthic foraminiferans (ventral view) from the USGS. Clockwise from top left: Ammonia beccarii, Elphidium excavatum clavatum, Buccella frigida, and Eggerella advena


II Les causes des variations climatiques à de grandes échelles de temps (millions d'années)


A + B - Des mécanismes déclencheurs et amplification des variations climatiques

Travail en autonomie Consignes de travail:

  1. Visionner une première fois la vidéo n°1
  2. Télécharger le QCM et cocher la bonne réponse (1 seule bonne réponse)
  3. Visionner une 2nde fois pour vérifier vos réponses
  4. Compléter ensuite la fiche TD téléchargeable
  5. Prendre des notes sur le cahier en complétant et en annotant les graphiques et éventuellement noter aussi ce qui n'est pas compris
  6. Visionner la vidéo n°2 à propos de l'albédo puis montrer à l'aide du tableau (3) pourquoi l'englacement d'une surface peut amplifier le refroidissement du climat.
  7. Compléter le schéma bilan en ajoutant l'effet amplificateur de l'augmentation de l'albédo (glaciation...)


Permo-Carbonifère: altération des continents, albédo, et rétroaction: des modifications du cycle du carbone Vidéo n°1


Relation entre paléogéographie - climat et albédo: l'albédo, un facteur amplificateur des variations climatiques

Vidéo n°2 à visionner



Reconstitution des variations du taux de CO2 au cours des temps géologiques

Paléogéographie et climats

Paléogéographie au Permo-carbonifère

Paléogéographie au Crétacé



Principaux paramètres paléogéographiques pouvant influer sur le climat



Le cycle du carbone à l'échelle des temps géologiques





L'essentiel du cours en 6 min

Des exercices pour réviser et s'entraîner


Le phénomène de dilatation thermique de l'eau: que montrent les deux expériences présentées dans la vidéo et sur la photo?


Les variations du niveau marin au Crétacé


Exercice 2


Contrôles type bac