Bilan 3,1/ Les changements climatiques à l'échelle du million d'années
- Les bulles d'air contenues dans les glaces permettent d'étudier la composition de l'air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d'origine humaine. La composition isotopique des glaces et d'autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période.1Comment varie le climat sur une longue échelle de temps ?
3,2/ Les changements climatiques à l’échelle du milliard d’années
3,2,1/ Méthodes d'étude
Comment mesure-t-on le CO2 « anté-glaciaire » ?
Très difficilement, d'où de grandes
incertitudes :
-
A partir du Jurassique (-200 Ma) : bulles d'air piégées dans de l'ambre (résine d’arbre fossilisée)
-
Depuis le Carbonifère (-360 Ma) : indice stomatique des feuilles végétales : plus il y a de CO2 dans l'atmosphère et moins il y a de stomates (indice stomatique faible). On montre ainsi qu'au Carbonifère, la teneur en CO2 était probablement aussi faible que maintenant. Puis elle a augmenté jusqu'au Crétacé (5 fois la valeur actuelle). Depuis cette teneur diminue... Pour les temps paléozoïques anté-carbonifères (pas de stomates car pas de feuilles !), l'estimation repose sur des bilans sédimentologiques, variés et complexes.
-
Depuis 600 Ma : bilans sédimentologiques et géochimiques
-
Avant 600 Ma (Précambien) : effet du soleil. Les astronomes nous indiquent la constante solaire de l'époque, et, connaissant la température de l'époque, on modélise l’effet de serre, donc la teneur en CO2.
-
A l'origine de la Terre : On estime la quantité de CO2 il y a 4,5 milliards d'années de deux façons :
-
en transformant toutes les roches carbonatées et les charbons du monde en CO2,
-
en appliquant à la Terre le rapport CO2 / H2O dans les chondrites (météorites) et en connaissant la quantité d' H2O (océan), on trouve la quantité de CO2 au début de l'histoire de la Terre.
Ainsi, il y a 4,5 Ga, on pense qu'il y avait entre
30 à 60 atmosphères de CO2 (3 000 000 à
6 000 000 de pascals), soit 100 000 fois la quantité
actuelle de CO2.
Existe-t-il d'autres méthodes de mesure ?
Oui : les fossiles !
Le principe d’actualisme prend pour postulat
l’idée que les phénomènes géologiques actuels ou passés sont
régis par les mêmes lois. Par extension, les espèces actuelles
apparentées à des espèces fossiles doivent avoir les mêmes
exigences vis-à-vis du milieu. Par exemple : lorsque l’on trouve
des fossiles ressemblant ou apparentés aux huîtres actuelles, on
peut supposer par principe d’actualisme que ces fossiles vivaient
dans les mêmes conditions que les huîtres actuelles.
3,2,2/ Exemple du Crétacé
A1 : Etude de documents fossiles
© \Crétacé.odg
Expliquer
pourquoi les scientifiques ont pu définir le Crétacé comme une
période plus chaude que l’actuelle.
Montrer
quelques facteurs pouvant expliquer le réchauffement
climatique de la période crétacée.
A2 : Comparaison crétacé – carbonifère
cours sur ancien prg :
A3 : échelle stratigraphique
Bilan 3,2/ Les changements climatiques à l’échelle du milliard d’années
- Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d'années), les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires. Des conditions climatiques très éloignées de celles de l'époque actuelle ont existé.2
1
Les élèves doivent connaître les apports essentiels de la
glaciologie. Aucun autre argument n'est exigible, mais les élèves
devront pouvoir étudier des documents permettant de les mettre en
évidence.
2
On étudie seulement un exemple permettant de reconstituer les
conditions climatiques et leur explication en termes de
géodynamique. L'histoire de la variation du climat en elle-même
est hors programme ainsi que l'étude exhaustive des relations entre
géodynamique et climat.
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