3/ climat cénozoïque = ère tertiaire = paléo-néogène

Manuel p.302

Le document 1 permet de comprendre comment reconstituer les caractéristiques du climat et de l’atmosphère sur des temps anciens. Pour ce faire, les chercheurs utilisent des données scientifiques afin de construire des modèles.

Données scientifiques (registre empirique)	Modèle
Données sédimentologiques	Reconstitution des calottes polaires
Données isotopiques (δ18O des foraminifères benthiques)	Reconstitution de la température des eaux profondes
Données isotopiques du carbone dans les sédiments carbonatés	Reconstitution de la teneur atmosphérique en CO2

Les modèles montrent qu’à partir d’un optimum climatique au début de l’Éocène, un refroidissement progressif a lieu durant tout le restant du Cénozoïque. Ce refroidissement est corrélé à une diminution de la teneur atmosphérique en CO₂.

Le document 2 aborde un des mécanismes géologiques intervenant dans le cycle du carbone : l’altération des roches continentales. Ce mécanisme a déjà été étudié en classe de seconde. Ici, il s’agit de comprendre son effet sur la teneur atmosphérique en CO₂.

la réaction 1, correspond à l’hydrolyse du plagioclase en un minéral argileux, la kaolinite, et en ions solubles calcium et hydrogénocarbonate. Cette réaction consomme du CO₂ atmosphérique dissous dans l’eau. Le devenir des ions solubles est présenté par la précipitation biochimique des carbonates selon la réaction 2, produisant du CO₂. Le bilan des deux mécanismes aboutit à une consommation de CO₂.

Le document 3 permet de montrer l’importance du phénomène d’altération des roches au Cénozoïque. Le document A illustre la relation entre formation de reliefs et altération à travers les cônes d’alluvions issus de l’érosion des reliefs himalayens dans la plaine de l’Indus. L’activité pratique (document B) permet de remobiliser les acquis sur le passé géologique de la Terre en observant, grâce au module « Disposition passée des continents » de Tectoglob3D, le déplacement des masses continentales et la formation de la ceinture orogénique alpine au Cénozoïque. Enfin, l’histogramme C présente une estimation de la masse de sédiments issus de l’altération et de l’érosion des reliefs. On observe une augmentation de celle-ci depuis 30 Ma.

Tectoglob3D : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/tectoglob3d/

Les cartes paléogéographiques du document 4 apportent des informations sur les relations entre la disposition des masses continentales, la circulation océanique et ses impacts climatiques.

1. On observe depuis le début de l’Éocène un refroidissement progressif du climat d’environ 16 °C avec formation des calottes polaires dès la fin de l’Éocène pour l’hémisphère sud et au Pliocène pour l’hémisphère nord. Ce refroidissement est corrélé à une diminution importante de la teneur en CO₂ dans l’atmosphère.

2. D’après le document 3, la dynamique des masses continentales a entraîné au Cénozoïque la formation de la ceinture orogénique alpine, dont l’altération a été importante. L’altération des roches constituant ces reliefs, couplée à la précipitation des carbonates a provoqué une diminution de la teneur atmosphérique en CO₂ suivant le bilan : 2 CaSi₂Al₂O₈ + 2 CO₂ + 4 H₂O → Si₄O₁₀Al₄(OH)₈ + 2 CaCO₃

3. La diminution de la teneur atmosphérique en CO₂ a entrainé, par diminution de l’effet de serre, un refroidissement climatique global.

graphanimé : https://youtu.be/8KOPl1a_eho?si=cs6r__qG12tS_bv7 The history of atmospheric CO₂ levels over the last 60 million years alongside potential pathways of future CO₂ change. Data are from a study led by Earth and Environmental Scientists at University of St Andrews, available at https://www.annualreviews.org/doi/abs...

Les climats du Cénozoïque : https://actugeologique.fr/2019/03/les-glaciations-du-cenozoique/

Globalement, à l’échelle du Cénozoïque, et depuis 30 millions d’années, les indices géochimiques des sédiments marins montrent une tendance générale à la baisse de 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 orogénèses du Tertiaire.

4/ climat quaternaire

Mettre en évidence l’amplitude et la période des variations climatiques étudiées à partir d’une convergence d’indices.

Rassembler et confronter une diversité d’indices sur le dernier maximum glaciaire et sur le réchauffement de l’Holocène (changement de la mégafaune dans les peintures rupestres, cartographie des fronts morainiques, construction et utilisation de diagrammes polliniques, terrasses, paléoniveaux marins…).

Discuter de l’existence d’indices pas toujours cohérents avec l’amplitude, la période et la temporalité des variations climatiques pour des raisons résolues (exemples des terrasses fluviatiles) ou encore à résoudre (petit âge glaciaire).

Manuel p.300

dossier Google earth d'origine : https://svt.ac-versailles.fr/spip.php?article286

http://svt.ac-besancon.fr/bac-s-septembre-2020-metropole/ Bac S – Sujet de SVT – Session Septembre 2020 – Métropole - 2ème PARTIE – Exercice 2 (5 points)

cartes des sites archéologiques : https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?mid=1F0dGVVuKUQBoHEuE98rpZMwwNI0&hl=en_US&ll=43.92991481311158%2C10.00391080956803&z=6

https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?mid=15EgKa_2TI9UnuFtbVNRK_v5UU2I&hl=en_US&ll=43.06487401920962%2C0.9524286164400619&z=8

http://rupestre.on-rev.com/styled-2/

https://www.hominides.com/art-prehistorique/art-parietal/

Le Portel		11.600 ± 150 BP	Magdalenian
Trois-Freres		13.000 ± BP
Rouffignac		13.000 ± BP
Niaux		14.000 ± 11.500 BP
Le Cap Blanc		15.000 ± 14.000 BP
Altamira		17.000 ± 13.000 BP
Cosquer (Phase 2)		19.000 ± BP	Solutrean
Lascaux		20.000 ± BP
Le Placard		21.000 ± 20.000 BP
Cougnac		25.000 ± 14.000 BP	Gravettian
Pech-Merle		25.000 ± 16.000 BP
Gargas		27.000 ± BP
Cosquer		27.000 ± BP
Chauvet		32.000 ± 30.000 BP	Aurignacian

https://www.bradshawfoundation.com/france/index.php 

À l’échelle du Quaternaire, des données préhistoriques, géologiques et paléo-écologiques attestent l’existence, sur la période s’étendant entre -120 000 et -11 000 ans, d’une glaciation, c’est-à-dire d’une période de temps où la baisse planétaire des températures conduit à une vaste extension des calottes glaciaires.

Les témoignages glaciaires (moraines), la mesure de rapports isotopiques de l’oxygène dans les carottes polaires antarctiques et les sédiments font apparaître une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires durant les derniers 800 000 ans.

Les rapports isotopiques montrent des variations cycliques coïncidant avec des variations périodiques des paramètres orbitaux de la Terre. Celles-ci ont modifié la puissance solaire reçue et ont été accompagnées de boucles de rétroactions positives et négatives (albédo lié à l’asymétrie des masses continentales dans les deux hémisphères, solubilité océanique du CO₂) ; elles sont à l’origine des entrées et des sorties de glaciation.

web/net/sitothèque/graphie

reconstitution paléotectonique :

https://youtu.be/g_iEWvtKcuQ?si=HG4lMJWCiJ4D8fmJ

https://dinosaurpictures.org/ancient-earth/view/Dacentrurus#0

Tectoglob3D : https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/tectoglob3d/

Bilan : Reconstituer et comprendre les variations climatiques passées

Notions fondamentales : effet de serre, gaz à effet de serre, cycle du carbone, cycles de Milankovitch, albédo, principe d’actualisme, rapports isotopiques (δ¹⁸O), tectonique des plaques, circulation océanique.

D’environ 1°C en 150 ans, le réchauffement climatique observé au début du XXIe siècle est corrélé à la perturbation du cycle biogéochimique du carbone par l’émission de gaz à effet de serre liée aux activités humaines.

À l’échelle du Quaternaire, des données préhistoriques, géologiques et paléo-écologiques attestent l’existence, sur la période s’étendant entre -120 000 et -11 000 ans, d’une glaciation, c’est-à-dire d’une période de temps où la baisse planétaire des températures conduit à une vaste extension des calottes glaciaires. Les témoignages glaciaires (moraines), la mesure de rapports isotopiques de l’oxygène dans les carottes polaires antarctiques et les sédiments font apparaître une alternance de périodes glaciaires et interglaciaires durant les derniers 800 000 ans. Les rapports isotopiques montrent des variations cycliques coïncidant avec des variations périodiques des paramètres orbitaux de la Terre. Celles-ci ont modifié la puissance solaire reçue et ont été accompagnées de boucles de rétroactions positives et négatives (albédo lié à l’asymétrie des masses continentales dans les deux hémisphères, solubilité océanique du CO₂) ; elles sont à l’origine des entrées et des sorties de glaciation.

Globalement, à l’échelle du Cénozoïque, et depuis 30 millions d’années, les indices géochimiques des sédiments marins montrent une tendance générale à la baisse de 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 orogénèses du Tertiaire. De plus, la variation de la position des continents a modifié la circulation océanique.

Au Mésozoïque, pendant le Crétacé, les variations climatiques se manifestent par une tendance à une hausse de température. Du fait de l’augmentation de l’activité des dorsales, la géodynamique terrestre interne semble principalement responsable de ces variations.

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 (grands gisements carbonés) sont tenues pour responsables de cette glaciation.

Précisions : la distinction entre climat et météorologie, le mécanisme de l’effet de serre, le cycle biochimique du carbone et l’étude du réchauffement climatique ont été précédemment abordés (collège, enseignement scientifique, enseignement de spécialité). Ces notions ne sont pas redéveloppées en enseignement de spécialité mais les acquis sont attendus. Selon les exemples de variations climatiques étudiés, il convient que les élèves soient capables de réutiliser les outils connus et de mobiliser les connaissances qu’ils ont auparavant acquises. De même, d’autres exemples de variations climatiques ou de mécanismes associés peuvent être évoqués mais ne sont pas des attendus.

Mettre en évidence l’amplitude et la période des variations climatiques étudiées à partir d’une convergence d’indices.

Mobiliser les connaissances acquises sur les conséquences des activités humaines sur l’effet de serre et sur le cycle du carbone.

Rassembler et confronter une diversité d’indices sur le dernier maximum glaciaire et sur le réchauffement de l’Holocène (changement de la mégafaune dans les peintures rupestres, cartographie des fronts morainiques, construction et utilisation de diagrammes polliniques, terrasses, paléoniveaux marins…).

Comprendre et utiliser le concept de thermomètre isotopique (18O dans les glaces arctiques et antarctiques, 18O dans les carbonates des sédiments océaniques) pour reconstituer indirectement des variations de températures.

Mettre les variations temporelles des paramètres orbitaux, définis par Milankovitch, en relation avec les variations cycliques des températures au Quaternaire.

Exploiter la carte géologique du monde pour calculer les vitesses d’extension des dorsales aux périodes considérées.

Utiliser les connaissances acquises sur la géodynamique interne et la tectonique des plaques pour comprendre leur rôle sur le climat et mettre en relation la nature des roches formées avec les paléoclimats du Crétacé.

Reconstituer l’extension de la glaciation permienne à partir de la distribution des tillites.

Reconstituer un paléoclimat local à partir d’une variété d’indices paléontologiques ou géologiques en tenant compte de la paléo-latitude (ex : paléobiocénose des forêts carbonifères de Montceau-les-Mines par rapport à d’autres indices localisés à d’autres endroits de la planète).

Exploiter des bases de données pour reconstituer les paléoceintures climatiq ues.

Exploiter les équations chimiques associées aux transformations d’origines géologiques pour modéliser les modifications de la concentration en CO2 atmosphérique.

Mobiliser les acquis antérieurs sur le cycle du carbone biosphérique et les enrichir des connaissances sur les réservoirs géologiques (carbonates, matière organique fossile) et leurs interactions.

Discuter de l’existence d’indices pas toujours cohérents avec l’amplitude, la période et la temporalité des variations climatiques pour des raisons résolues (exemples des terrasses fluviatiles) ou encore à résoudre (petit âge glaciaire).

évaluation

EXERCICE 1 : (7 points) Bac Général Spé SVT 2023 – Polynésie Sujet 2

Le temps et les roches sédimentaires

Les roches sédimentaires témoignent d’une histoire géologique et climatique que l’on peut reconstituer.

Expliquez comment les géologues reconstituent l’histoire climatique et géologique à partir de roches sédimentaires. 

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend que l’exposé soit étayé par des expériences, des observations, des exemples … 

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-septembre-2022-metropole-sujet-2/

Exercice 1 – Première proposition (7 points) Bac Général Spé SVT 2022 – Métropole Sujet 2

Géologie et climat

L’étude des paléoclimats a permis d’identifier des paramètres utiles pour le développement des modèles climatiques afin d’envisager les climats du futur. Ces paramètres sont divers et liés à des phénomènes géologiques variés. Leurs importances relatives dépendent de l’échelle de temps considérée.

Montrer comment des phénomènes géologiques ont pu influencer les climats du passé.

Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre exposé et argumenterez votre propos à partir d’expériences, d’observations et/ou d’exemples judicieusement choisis.

EXERCICE 1 : (7 points) Bac Général Spé SVT 2023 – Métropole Sujet 1

Climat et utilisation des combustibles fossiles 

En 150 ans, les émissions anthropiques de CO2 sont passées d’environ 1 Gigatonne par an (Gt.an-1) à environ 34 Gt.an-1, expliquant en grande partie le réchauffement climatique actuel.

Ces émissions sont entre autres dues à l’utilisation de combustibles fossiles comme le charbon, roche sédimentaire dont les principaux gisements se sont formés à partir de forêts du Carbonifère.

Montrer que le réchauffement climatique actuel est en partie lié à l’utilisation par l’être humain de l’énergie solaire du passé. 

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des expériences, des observations, des exemples pour appuyer votre exposé et argumenter votre propos.

EXERCICE 1 : (7 points) Bac Général Spé SVT 2023 – Polynésie Sujet 2

Le temps et les roches sédimentaires

Les roches sédimentaires témoignent d’une histoire géologique et climatique que l’on peut reconstituer.

Expliquez comment les géologues reconstituent l’histoire climatique et géologique à partir de roches sédimentaires. 

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend que l’exposé soit étayé par des expériences, des observations, des exemples … 

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-septembre-2022-polynesie-sujet-1/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-septembre-2022-polynesie-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2022-emirats-arabes-unis-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2022-metropole-sujet-1/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2022-metropole-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2022-asie-sujet-2/

Exercice 1 – Première proposition (7 points) Bac Général Spé SVT 2021 – Métropole Sujet 2

Climats et dioxyde de carbone

Depuis le début du Paléozoïque, la température globale n’a cessé d’évoluer et ce, à différentes échelles de temps.

Montrer que les variations du taux de CO2 atmosphérique et les perturbations du cycle du carbone depuis le Paléozoïque jusqu’à l’actuel permettent d’expliquer en partie l’évolution de la température mondiale.

Vous rédigerez un texte argumenté. Vous appuierez votre exposé éventuellement à partir du document proposé et/ou d’observations et/ou d’exemples judicieusement choisis.

Exercice 1 – Première proposition (7 points) Bac Général Spé SVT 2021 – Polynésie Sujet 1

Des témoins géologiques montrent que notre planète a subi de nombreux changements climatiques globaux. Il a été montré dans de nombreux exemples un lien entre le taux atmosphérique de CO2 et les conditions climatiques.

Expliquer le lien entre les variations climatiques à différentes échelles de temps et les mécanismes qui modifient le taux de CO2 atmosphérique.

Vous rédigerez un texte argumenté. On attend des arguments pour appuyer l’exposé comme des observations, des expériences, …

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2021-amerique-du-nord-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-juin-2021-asie-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-juin-2021-emirats-arabes-unis-sujet-2/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-2021-metropole-sujet-1/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-general-spe-svt-session-juin-2021-emirats-arabes-unis-sujet-1/

http://svt.ac-besancon.fr/bac-s-septembre-2020-metropole/ Bac S – Sujet de SVT – Session Septembre 2020 – Métropole - 2ème PARTIE – Exercice 2 (5 points)