8/ Delta O dixhuit : δ18O
Comprendre et utiliser le concept de thermomètre isotopique (δ18O dans les glaces arctiques et antarctiques, δ18O dans les carbonates des sédiments océaniques) pour reconstituer indirectement des variations de températures.
Exploiter les équations chimiques associées aux transformations d’origines géologiques pour modéliser les modifications de la concentration en CO2 atmosphérique.
Manuel p.294
Manuel p.298
logiciel oxygene : http://tice.svt.free.fr/spip.php?article2281
logiciel Vostok : https://nuage01.apps.education.fr/index.php/s/wi3SBx8WJACaiDA
https://svt.ac-versailles.fr/IMG/pdf/scientifique_composition_isotopique_glace.pdf
« La scène se situe en 1965, non loin de la base Dumont d’Urville de Terre Adélie. Au soir d’une journée de carottage particulièrement ratée et pénible, nous prenons l’apéritif […]. Ce jour-là, tentés par le sacrilège, nous glissons dans nos verres des morceaux prélevés au fond de ce maudit forage à une centaine de mètres de profondeur ; ils doivent avoir des milliers d’années… Or les glaçons de profondeur, très compressés, sont particulièrement pétillants […]. Et là, en regardant dans mon verre éclater les bulles d’air libérées de leur pression, j’ai la brusque intuition que la glace pourrait contenir les archives de l’atmosphère. » C. Lorius, L. Carpentier. Voyage dans l’Anthropocène. Actes Sud
On peut calculer le rapport 18O/16O des échantillons d’eau récoltés et les normaliser par rapport à un standard [18O/16O]SMOW. On obtient le δ18O qui permet de déterminer la température de l’atmosphère à laquelle cet échantillon s’est formé (formation d’une couche de glace).
Selon la température, l’eau qui s’évapore contient des proportions différentes de molécules d’eau H216O (eau légère) et H218O (eau lourde).
Une température élevée permet à plus d’eau lourde de s’évaporer, la condensation favorise la précipitation de l’eau lourde.
L’eau légère H216O s’évapore plus facilement que l’eau lourde H218O qui à l’inverse condense plus facilement.
L’évaporation qui a lieu surtout au dessus des océans favorise le passage des molécules les plus légères (H216O) de l’océan vers l’atmosphère.
Au contraire, la condensation qui a lieu dans les régions froides privilégie la précipitation des molécules les plus lourdes (H218O).
le stock d’eau se partage entre la mer et la glace.
l’ 18O reste préférentiellement dans l’eau de mer. Plus il y a de glaces, moins il y a d’eau de mer et plus celle-ci est concentrée en 18O.
Durant une période froide, l’eau évaporée subit davantage de condensation et arrive donc appauvrie en 18O au niveau de la zone finale de précipitation, les pôles. Par conséquent, le δ18O sera plus élevé en valeur absolue (car c’est une valeur négative).
Dans les glaces, plus il fait froid et plus le δ18O est négatif. Dans les foraminifères c’est le contraire !!
Le test des Foraminifères est carbonaté (CaCO3) car fabriqué à partir des ions HCO3- et Ca2+ prélevés dans l’eau de mer.
Le δ18O des ions HCO3- est en équilibre avec celui de l’eau de mer. Le δ18O des tests carbonatés varie donc avec celui de l’eau de mer.
Le δ18O des sédiments permet d’estimer le volume de glaces : plus il est élevé, plus il y a de glace.
Quand les mesures concernent des organismes planctoniques [πλαγκτός / plagktós, errant, instable], elles donnent accès aux changements du volume des glaces et de températures ayant affectés les couches superficielles des océans.
Elles peuvent aussi traduire des événements plus localisés, comme des arrivées d’eaux douces (fontes) ou des anomalies liées à une exceptionnelle pluviosité, ou inversement, évaporation.
Un échantillon de glace polaire relativement riche en 18O (=> δ18O moins fortement négatif) témoigne d'une période plutôt chaude tandis qu'un échantillon plus pauvre en 18O (=> δ18O plus fortement négatif) témoigne d'une période froide.
Thermomètre isotopique, rapports isotopiques (δ18O)
5,1,3/ Climats du passé
1/ climat paléozoïque = ère primaire : Cam Or Si De Ca Pe
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).
Manuel p.306
Tillite : (moraine consolidée) conglomérat d'origine glaciaire, constitué d'éléments mal classés, emballés dans une matrice argilo-sableuse, signalant une période de glaciation.
Moraine : amas de débris rocheux, érodé et transporté par un glacier ou par une nappe de glace.
pierres qui bougent : https://www.pourlascience.fr/sd/geosciences/le-mystere-des-pierres-mouvantes-elucide-11998.php
La forêt marécageuse de Montceau-les-Mines il y 300 millions d'années : http://blog.ac-versailles.fr/stratetik/public/e_education/XiaMontceau_les_Mines/XiaMontceau_les_Mines/La_foret_mareca_material.html
reconstitution paléotectonique : https://dinosaurpictures.org/ancient-earth/view/Dacentrurus#0
en video : https://youtu.be/g_iEWvtKcuQ?si=HG4lMJWCiJ4D8fmJ
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