Terminale S - Enseignement de spécialité

Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avanir
Terminale S - Enseignement de spécialité
Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir (10 semaines)
Chapitre 5 : Les changements climatiques de la planète aux plus grandes échelles de temps géologiques
Comment connaître l'évolution des climats du passé plus lointain?
I. Des indices de changements climatiques aux plus grandes échelles de temps géologiques
1°) Des indices de climat froid
Le climat au Permo- Carbonifère (- 355 à - 295 Ma) Livre p 153
On retrouve dans les roches des indices sédimentologiques (moraines et tillites d'origine glaciaire ) et morphologiques (stries) qui
caractérisent des périodes froides glaciaires qui durent plusieurs millions d'années.
On peut ainsi visualiser plusieurs grandes glaciations avec mise en place de calottes glaciaires et notamment celle de l'antarctique :
Panafricaine 600MA, Ordovicien, Permocarbonifère 300MA, Jurassique-Crétacé , la dernière entamée il y a 20MA.
2°) Des indices de période chaude
Le climat au Crétacé (-135 à - 65 Ma), Livre p 138, 139, 140, 141, 142, 143
On peut retrouver dans les roches des indices sédimentologiques (évaporites, bauxites) et paléontologiques (fossiles de coraux, de charbons,
de végétaux thermophiles) témoignant de climats chauds tropicaux dans le passé.
L'existence d'une grande quantité de roches carbonatées datées du Crétacé permet de mettre en évidence une transgression marine à cette
époque donc un réchauffement climatique ayant entraîné la fonte d'une partie des glaces continentales.
La diminution du delta O18 dans les roches carbonatées (calcaire) dans la première partie du Crétacé permet de mettre en évidence une
diminution du delta 018 marin, indice d'un réchauffement de l'eau donc du climat.
L'exis
Comment expliquer ces changements climatiques du passé « plus lointain » ?
II.
Les facteurs possibles des changements climatiques du passé « plus lointain»
1. La tectonique des plaques : Position des continents et zones climatiques régionales
Pour un continent donné, le déplacement des plaques lithosphériques provoque des modifications climatiques car les continents ont occupé
au cours du temps des positions différentes par rapport aux pôles
2. Les variations de concentrations en CO2 des différents réservoirs et le climat mondial
Livre p 150
On note une certaine corrélation entre les changements climatiques et les variations de concentrations de gaz à effet de serre (CO2). (Baisse
du CO2, baisse de l'effet de serre donc baisse de T°C)
a. Influence du développement des végétaux
Le développement des plantes (au Carbonifère) augmente le piégeage du CO2 sous forme de matière organique. Le charbon et le pétrole sont
des stocks de CO2 enfouis, de la matière organique carbonée fossile.
b. Influence du cycle des carbonates
Livre p 143
Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avanir
Dissolution du calcaire : Érosion du calcaire par la pluie
CaC03 + C02 + H20 → Ca2+ + 2 HC03II y a donc transfert du CO2 de l'atmosphère vers l'hydrosphère sous forme d'ions hydrogénocarbonates
Précipitation du carbonate de calcium dans les océans : Utilisation des ions calcium en solution lors de la construction des récifs coralliens
ou calcaires marins
Ca2+ + 2 HCO3 - → CaCO3 + CO2 + H2O
Le Bilan global (dissolution précipitations) est globalement neutre, en équilibre.
c. Influence de l'altération des roches
Altération des roches silicatées : Réaction simplifiée Feldspath (Anorthite) Consommation de 2 C02, par exemple lors de l'érosion du
granite.
2 CaAl2Si2O8 + 6H20 + 4C02 → 2 Ca2+ + 4 HCO3- + Al4Si4O10(OH)8
Anorthite (Granite)
kaolinite (argile)
CaSiO3 + H20 + 2C02 → Ca2+ + 2 HCO3- + SiO2 (Réaction simplifiée)
Bilan (Altération Granite et Précipitations Calcaire) = Perte d'un CO2
CaSiO3 + H20 + 2C02 → Ca2+ + 2 HCO3 + SiO2 → CaCO3 + CO2 + H2O + SiO2
II y a corrélation entre les orogenèses (formation de montagnes) et la glaciation Hercynienne en Europe à la fin de l'ère primaire et de
l'Himalaya en Asie et la glaciation fin Jurassique. L'érosion est particulièrement intense dans les chaînes de montagne (augmentation des
précipitations, présence de glaciers en altitude, alternance gel dégel, pente...)
d. Influence de l'activité volcanique
Livre p 144 et 145
L’altération par l'eau de mer de volume considérable de basalte libéré au niveau des dorsales ou du volcanisme de point chaud provoque la
libération de CO2 et d'autres gaz.
CaSiO3 + Mg2+ + 2 HC03- → MgSiO3 + CaCO3 + CO2 + H20
La libération de CO2 par dégazage lors des éruptions provoque une augmentation de la température globale par effet de serre : le volume de
basalte libéré est proportionnel à l'augmentation de T°C globale Exemple : Le crétacé supérieur.
La libération de cendres dans l’atmosphère provoque le blocage des rayonnements lumineux, donc la baisse de température (phénomènes
brutaux).
Explication de la disparition des nombreuses espèces à ce moment. Crise Crétacé tertiaire. : Modèle de Walker
Bilan p 146, 147, 148, 149