conséquences de variation climatique

T S spé : Thème 1 (7 semaines) = DU PASSE GEOLOGIQUE A L'EVOLUTION FUTURE DE LA PLANETE

Ch 3 : Conséquences des variations climatiques

(J. Mirabaud)

I : Variation du niveau des mers A : les continents, témoins des phénomènes anciens : p32 : Les variations du niveau de la mer au niveau eustatique modifient la surface des terres émergées. Les roches sédimentaires et leurs fossiles témoignent du passé de notre planète. Ces variations se manifestent notamment par des transgressions (avancée de la mer au delà de ses limites passées) et des régressions (retrait de la mer en deçà de ses limites passées sur les continents). A chaque réchauffement climatique est liée une grande transgression marine (ex : crétacé sup)	Carte de France en cas de montée des eaux Ex p39
B : La dilatation thermique de l'eau : p34 : L'eau se dilate selon son coefficient de dilatation thermique volumique ae=2,6.10^-4 par °C. On peut calculer la variation de volume induite par la variation de température : V_T=VTo[1+ae(T-To)]. Connaissant la surface des océans qui est de 3,5.10¹⁴m², on en déduit la variation du niveau de la mer d =(VT-VTo)/Socéan. Depuis 1880, le niveau de la mer a augmenté de 12cm environ (5cm par dilatation thermique et 7cm par fonte des glaciers)	TP 3a : Quantifions les variations de niveau océanique
C : Formation et destruction des calottes polaires : p34 : La Terre formant un système fermé, la quantité d'eau est constante, ses 3 états confondus. Lors des maximums glaciaires, le niveau moyen des mers baisse d'une centaine de mètres et inversement lors d'un minimum. Le cycle de l'eau fait communiquer le réservoir d'eau salée des océans avec le réservoir de glace douce des calottes. Ces cycles glaciaires / interglaciaires se déroulent selon une échelle des temps de 10000 à 100000ans. La variation du niveau des mers correspond au volume de la calotte antarctique (en moyenne 2km d'épaisseur de glace) + Groenland + glaciers continentaux (moins la diminution de volume liée au passage de l'état solide à l'état liquide) réparti sur la surface des océans : d=Vcalotte/Socéan.
D : le volume des bassins océaniques : p35 : Le volume des bassins océaniques correspond à la profondeur de la limite lithosphère / hydrosphère. Cette profondeur dépend du nombre et de l'ancienneté des dorsales, de la vitesse de divergence. Une augmentation du nombre de dorsales à ouverture rapide diminue la profondeur de l'océan ce qui élève le niveau de la mer (ex : crétacé sup). L'échelle de temps de ces variations de plusieurs dizaines de mètres est la dizaine de millions d'années.	dorsales lentes / actives -géoïde
II : Climat futur :
A : Modification des courants marins : L'eau de mer titre en moyenne environ 35gr/L de sel. Les effets de la très forte évaporation au niveau des anticyclones subtropicaux sursale la mer ; inversement, les précipitations abondantes de la région équatoriale et la fonte des calottes polaires dessalent la mer. Le dernier épisode de ralentissement de la circulation s'est produit il y a environ 12.000ans : un immense lac d'eau douce se serait déversé dans l'Atlantique Nord lors de la fonte de la calotte canadienne, d'où le Gulf Stream bloqué par la diminution de densité et la plongée des courants froids perturbée. L'Europe a connu une baisse de température surtout en hiver parce que les courants marins de surface n'amenaient plus la chaleur de l'équateur vers les Pôles. Ce sénario pourrait se répéter avec le réchaufffement actuel.	TP_3b : influence des calottes glaciaires
B : Libération des gaz à effet de serre: p37 : Actuellement, la diminution de la photosynthèse absorbant le CO2, l'augmentation des combustions et des surfaces dégageant du méthane (rizière, ruminants) créent une augmentation très rapide de gaz à effet de serre. Parallèlement une augmentation de 0,8°C est enregistrée depuis 1900 en moyenne (+1 en France, pas d'augmentation au Groenland...). Le réchauffement actuel n'affecte que les eaux de surface (500 à 1000m). Rien que pour la dilatation thermique, ceci représente une élévation du niveau des océans de quelques centimètres et si le réchauffement atteint 5°C l'élévation sera de 5m ! De plus, dans les sédiments des fonds marins, se trouve une grande quantité d'hydrate de méthane (clathrate) piégée sous forme de cristaux. Les températures de ces fonds marins sont à environ 4°C sous une pression de plusieurs centaines de bars. La moindre hausse de température pourrait libérer une grande quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, or le volume solide de l'hydrate peut libérer 164 fois son volume en gaz...	vidéo "cycle du carbone"
C : Diminution de la photosynthèse : La photosynthèse est une pompe du CO2atm, sa diminution accentue l'effet de serre. Or la déforestation continue en Amérique du Sud et en Afrique... De plus une augmentation trop importante de la température des océans pourrait entraîner la mort du phytoplancton déjà affaibli (-6 à 12% par augmentation des UVB dû au trou de la couche d’ozone) et l'acidification des mers par dissolution à saturation du CO2 ! Diverses mesures réalisées dans l'hémisphère sud, indiquent une baisse actuelle de la photosynthèse de l'ordre de 6 %...
D : Modélisation du futur : p20 : Actuellement, des changements brutaux de climat sont constatés, ils seraient dus aux activités humaines pouvant créer un réchauffement de 2 à 5°C en un siècle. Ces conséquences visibles à l'échelle humaine sont instantanées à l'échelle des temps géologiques. Ce réchauffement à l'échelle du siècle se superpose au refroidissement en cours à l'échelle du million d'années. p21 : Des modèles mathématiques intégrent ces différentes vitesses d'évolution des paramètres, les hypothèses utilisées sont basées sur l'étude des climats passés. Ces modèles permettent de prévoir les scénarios de climat à venir. La prévision est un enjeu scientifique et économique qui fait l'objet de conventions et protocoles internationaux.	Anomalies climatiques de ces dernières années Débacle arctique

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