TPE : Effet de serre retour à l'index des TPE de S

Problématique I : Vérification expérimentale : 1. Protocole 2. Résultats 3. Interprétation de ces résultats II : Le cycle du carbone n'est plus en équilibre : 1. Les puits de carbone 2. Le poids de la déforestation sur l’augmentation du CO2 atmosphérique
	III : Conséquences climatiques de l’augmentation de CO2 dans l’atmosphère 1. Des augmentations inégalement réparties 2. Le cycle de l’eau modifié 3. L’augmentation du niveau des océans 4. La couche d’ozone protectrice en danger 5. L’impact sur les écosystèmes Conclusion

Problématique :

Nous présenterons dans une première partie les expériences que nous avons menées pour étudier les relations d'une plante vis à vis du CO₂ du milieu de culture puis nous enchaînerons sur les liens entre les forêts et la quantité de CO₂ dans l’atmosphère. Nous vous présenterons ensuite les conséquences de cette augmentation de CO₂.

2) Quelles conséquences engendrent la présence de CO2 dans le milieu de vie d'une plante ?

Résultat : La température dans le cristallisoir 1 est moins élevée que dans le cristallisoir 2. Le CO2 est donc responsable de cette température, donc le CO2 est un gaz à effet de serre.

II : Le cycle du carbone n'est plus en équilibre :
1. Puits de carbone :
Les végétaux chlorophylliens emmagasinent de grandes quantités de carbone par photosynthèse. En effet, ces plantes vertes fabriquent leur matière organique en pompant le CO2 atmosphérique qu'elles transforment en matière organique végétale. Plus il y a de végétaux actifs, plus le taux de CO2 atmosphérique décroît.
Les forêts captent directement le CO2 atmosphérique. Le volume d'arbres est tel que les forêt peuvent contribuer au changement du climat mondial en influençant le cycle du carbone.
Le phytoplancton marin utilise les ions bicarbonates CO3²- ou hydrogénocarbonates HCO3-créés par la dissolution du CO2 atmosphérique. Plus il pompe dions pour réaliser sa photosynthèse, plus le CO2 atmosphérique a la possibilité de se dissoudre. Le volume du plancton est encore supérieur à celui des forêts mais il est actuellement diminué par les marées noires et autres pollutions.
Les masses végétales enfouies à l'abri de la décomposition se transforment en hydrocarbures ou roches carbonées.
Le CO2 atmosphérique dissout sous forme d'ions dans les mers va peu à peu précipiter chimiquement pour former les roches calcaires = carbonatées ou biochimiquement pour former les coquilles ou tests d'êtres vivants.

2. Sources de carbone : Les scientifiques ont d'abord pensé que l'augmentation actuelle de CO2 atmosphérique était dû à une recrudescence des phénomènes naturels : éruptions volcaniques, respiration des plantes, des animaux et des hommes, décomposition de la matière organique morte de plantes et d'animaux… Sous l'action de l'homme, le taux de CO2 dans l'atmosphère augmente régulièrement : 30 % au cours des deux derniers siècles. En France, au cours des 20 dernières années, 70 % à 90 % des émissions de dioxyde de carbone proviendraient de la combustion des carburants d'origine fossile. L'agriculture et la sylviculture contribueraient pour 12% des émissions de dioxyde de carbone. (Source Citepa 2000)

Durée de séjour de ces gaz dans l'atmosphère : Dioxyde de carbonique : 100 ans Méthane : 12 ans Protoxyde d'azote : 120 ans

3. Le poids de la déforestation sur l'augmentation du CO2 atmosphérique :
Les gaz rejetés par la nature avant l'arrivée de l'homme étaient absorbés par la photosynthèse des plantes et la dissolution chimique dans les océans. Aujourd'hui les forêts continentales et les océans n'arrivent plus à consommer tout le CO2 que nous émettons, nous les hommes.
La superficie des forêts tropicales diminue année après année à cause de la déforestation par combustion. Les arbres sont constitués de carbone, donc lors de la combustion, du CO₂ est dégagé. De plus ces arbres disparus ne réalisent plus la photosynthèse, donc ne recyclent plus le CO2 atmosphérique en matière organique.
Toutefois, cette situation pourrait évoluer à mesure que les forêts tempérées et boréales atteignent leur maturité et que s’amenuise leur rôle dans le stockage du carbone, sachant que les forêts les plus actives en photosynthèse sont les forêts constituées de jeunes arbres en pleine croissance.

2. interprétation des modèles :
Un point essentiel est que tous les modèles construits aboutissent à des conclusion de même nature : l’homme modifie le climat dans le sens d’un réchauffement global de la planète, avec une influence de plus en plus forte si les émissions de CO2 continuent comme maintenant. La température moyenne de la planète augmente. La fourchette des évaluations va de 1,5°C à 6°C à l’horizon d’un siècle.
Les échanges d’eau entre la surface et l’atmosphère vont augmenter. Cela peut s’expliquer assez simplement : une température chaude crée plus de vapeur d’eau, donc l’évaporation augmentera. Comme la vapeur d’eau ne s’accummule pas dans l’atmosphère, tout ce qui monte doit redescendre, et donc une évaporation accrue engendra globalement plus de précipitation (à l'inverse, quand le climat est plus froid, il fait beaucoup plus sec). Cela signifiera qu’il va pleuvoir plus souvent, ou bien plus fort (avec une augmentation du risque d’inondation dans ce dernier cas).
Enfin, il y aura un réchauffement plus prononcé la nuit, l'hiver, aux pôles par opposition aux moyennes latitudes. L’effet de serre découle du rayonnement terrestre qui ne disparaît pas la nuit ou l’hiver. Cet effet est donc proportionnellement plus important quand il n’y a pas de soleil : en effet, en l’absence de notre astre le jour, l’effet direct du chauffage solaire n’existe plus (ou est bas en hiver) pendant que l’effet indirect de chauffage du sol provenant de l’effet de serre décroît moins vite. Donc l’effet relatif de son augmentation (de l’effet de serre) est plus sensible quand il n’y a pas de soleil (en hiver et la nuit).
Un autre processus va dans le même sens : quand il n’y a pas de soleil, l’air est plus froid, donc plus sec, et l’effet de serre dû a la vapeur d’eau est plus faible. Donc l’effet de serre additionnel dû à l’augmentation de CO2 dans l’air (qui est réparti de manière homogène et indépendant de la température) est proportionnellement plus élevé là où la température est basse. Cela explique une partie de l’augmentation de température plus marquée près des pôles.

Par contre l'ensemble des modificalions actuelles est anormal. Ces modifications se produisent à l'échelle des temps humaine donc trop rapide pour que le globe puisse réagir, ses mécanismes géologiques étant efficaces à l'échelle des temps géologiques.
Donc l’intensification des phénomènes de combustion d'énergie fossile, accentué par la déforestation va engendrer une augmentation accrue de la quantité de CO2 dans l’atmosphère. Cette augmentation entraînera un effet de serre de plus en plus important.

Les impacts sur les plantes ont déjà été observées parmi lesquelles :
- l'augmentation de la croissance de certains végétaux
- la précocité de la floraison ou de germination (avec ses conséquences agricoles)
- l'extension géographique de pathogènes et ravageurs des cultures.

Le bouleversement des équilibres climatiques a déjà commencé :
- augmentation de la température globale de la Terre (2 à 4°C prévu pour la fin du siècle)
- une modification des régimes pluviométriques qui de viennent plus contrastés d'où les vents violents, tempêtes ou cyclones de plus en plus fréquents (d'ici la fin di siècle, la répartition saisonnière des pluies devrait être modifiée en France métropolitaine, accroissant les sécheresses estivales sur la moitié sud du pays).
- augmentation du niveau des mers dû à la dilatation thermique de l'eau et à la fonte des pôles : cette année la banquise a perd 37 000 km² de glace et 75 % du glacier du Kilimandjaro a fondu ! (pour en savoir plus : voir cours de Terminale S)

Enfin, voici le résumé d'un article du journal Le Monde :
Tous les engagements en matière de réduction des émissions des gaz à effets de serre n'ont pas été respectés par les pays signataires. Les américains, plus grands pollueurs, sont les seuls n'ayant pas pris de résolution contre les gaz à effet de serre. G.W.Bush à refusé de signer les accords de Kyoto, visant la réduction de 5% des émissions de gaz à effet de serre. "Je n'accepte pas un traité qui est néfaste à la bonne santé économique de l'Amérique" à déclaré le président des États-Unis. Ce raisonnement n'est pas celui qui permettra de sauver la planète. Lorsque les américains sont interrogés, ils sont également contre car ils ne voient pas l'intérêt des énergies renouvelables, et un agriculteur vante même les mérites de son tracteur consommant 200 litres de diesel/heure !