Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l`avenir TP

Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir
TP 5 : L'évolution des climats anciens
On a vu que le climat récent avait subi des variations importantes depuis les 800 000 dernières années. Mais
les indices utilisés pour reconstituer les climats récents ne permettent de reconstituer les climats au delà de
1 Ma.
Objectif du TP : Comment peut-on reconstituer les paléoclimats à des époques plus anciennes ?
Consigne : A partir de l´analyse des documents complétés par vos connaissances, vous reconstituerez les
paléoclimats d´une de ces deux époques que vous aurez choisi et proposerez une explication sur l'origine des
changements climatiques : le Permo-Carbonifère (sujet 1) et le Crétacé (sujet 2).
Documents ressources : Les marqueurs des climats
Certaines roches et fossiles témoignent des conditions climatiques de leur formation :
- La bauxite (a) est un minerai d'aluminium qui dérivent de
sol rouge (appelé aussi latérite) qui se forment lors d’une intense
altération continentale en climat tropical ou équatorial, chaud et humide.
- Les charbons proviennent de la fossilisation de matière organique végétale. Les grandes forêts à l'origine
des charbons se situent principalement dans les zones équatoriales et tropicales en climat tempéré, plutôt
humide.
- Les évaporites sont des accumulations de sels (halite NaCl et gypse CaSO4) qui précipitent par
assèchement d'une étendue d'eau en région désertique aride (chaud et sec).
- Les tillites (b) sont des dépôts sédimentaires périglaciaires, formés à partir de glaciers, de moraines
consolidées et contenant des galets striés (c), en climat polaire ou tempéré froid.
(b) Affleurement de tillites
(c) Galets striés

- Les coraux sont des animaux coloniaux vivant en symbiose avec
des algues. Ils ne peuvent se développer que dans des eaux peu profondes
et chaudes (T°C optimale de 26°C).
- Les microfossiles de la craie : Foraminifères et surtout Coccolithophoridés sont des microfossiles marins.
Il existe une grande diversité d'espèces, certaines ayant des exigences très strictes en termes de température
des eaux.
Foraminifères Zone climatique de présence de quelques microfossiles
- Les moraines et blocs erratiques isolés sont des amas de roches transportées et altérés par le passage d´un
glacier.
-Le Courant glaciaire : puissant torrent en bordure
des calottes glaciaires. Le passage de l'eau et des
blocs de glace qu'il transporte laisse des traces
profondes dans le paysage.

Carbonifère : On remarque qu’à l’époque du carbonifère il y avait principalement comme roches
sédimentaires :
- des bauxites et les latérites qui se forment par altération continentale (hydrolyse des roches siliceuses) pour
se former, aujourd’hui, elles ont besoin d’un climat chaud et humide.
- du charbon qui provient d’une accumulation et de transformation des végétaux. Pour que ces
transformations aient lieux.
- des tillites se forment par accumulation et compaction des produits de l’érosion glaciaire des continents,
pour se former aujourd’hui cette roche a besoin de la présence d’une calotte glaciaire ou d'un glacier donc un
climat polaire.
Ces roches révèlent un climat diversifié sur la surface du globe : Climat tempéré/ tempéré froid et climat
tropical : (charbon) - Climat polaire : (tillites) - Climat tropical : (bauxites et latérites)

Au vu des contextes favorables pour la présence de ces roches et des endroits géographiques ou on les a
retrouvé, on peut conclure qu’à l’époque de Carbonifère, dans l’hémisphère Nord il y faisait une température
assez élevée, le climat était tropical. Plus on descend géographiquement, plus les températures baisse, au
niveau de l’équateur on suppose un climat tempéré voir un climat tempéré froid et dans l’hémisphère Sud le
climat en place était un climat polaire. On a donc un paléoclimat différent selon les lieux géographiques,
durant le Carbonifère, mais qui reste globalement froid avec une glaciation (vaste calotte glaciaire) au sud.
Le Carbonifère moyen est caractérisé par la formation puis l’érosion d’une vaste chaîne de montagnes, la
chaîne hercynienne. Or, les scientifiques ont montré que l’altération des roches consomme du CO2. Ce
phénomène très lent mais répété sur 50 Ma a conduit à prélever une quantité considérable de CO2 dans
l’atmosphère, ce qui a refroidi le climat. Ceci est d’autant plus important que le Carbonifère est aussi
marqué par la formation de charbons dans le contexte du démantèlement de la chaîne
hercynienne. Cette formation de combustibles fossiles par piégeage de matière organique a aussi contribué à
diminuer le taux de CO2 atmosphérique.

Au Crétacé, la faune est très différente de la faune actuelle : les dinosaures dominent le monde et cela dans
tous les milieux. La flore dominée par les plantes à fleurs est luxuriante.
D’un point de vu sédimentaire : Les roches sédimentaires repérées sur le planisphère sont indicatrices d’un
climat chaud. On constate qu’on les trouve non seulement aux basses latitudes mais également près des
pôles, ce qui signe un climat au Crétacé globalement plus chaud (22°C en moy) que le climat actuel (17°C).
- Les bauxites et les latérites se forment par altération continentale (hydrolyse des roches siliceuses) pour se
former, aujourd’hui, elles ont besoin d’un climat tropical chaud et humide.
- Le charbon provient d’une accumulation et de transformation des végétaux en climat tropical. Sa formation
nécessite une importante biomasse végétale, de l’humidité, un fort ensoleillement végétal propice à la
photosynthèse. On trouve du charbon au Groenland, en Sibérie alors qu’au Crétacé la position géographique
de ces régions était semblable à l’actuelle.
- Les évaporites sont des roches se formant suite à des précipitations d’ion d’une solution saturée en sel. Il
faut aujourd’hui une forte évaporation d’un bassin salé pour que cette roche se forme. Besoin donc d’une
forte chaleur pour permettre l’évaporation donc d’un climat aride. Au Crétacé il se forme aussi des
évaporites non loin du cercle polaire.
-la craie est une roche sédimentaire formée par l’accumulation de squelettes de microfossiles marins
caractéristiques d’un milieu tropical ce qui permet d’envisager un environnement marin chaud.
Toutes ces données sédimentaires sont concordantes et montrent qu’à cette époque la température est assez
élevée partout sur le globe. Il est important d’insister sur le fait que cette conclusion s’appuie sur un
ensemble des données et non sur une observation isolée dans un endroit précis. On applique le principe de
l’actualisme : on peut montrer que des roches qui se forment aujourd’hui dans des zones intertropicales se
formaient au Crétacé à de hautes latitudes, parfois même près des pôles. Le climat était donc globalement
plus chaud qu’aujourd’hui.
D’un point de vue tectonique : Le Crétacé est marqué par une intense activité tectonique (ouverture de
l’océan Atlantique) mais aussi par une activité particulièrement intense des points chauds. Toute cette
activité volcanique a contribué sur une longue durée à renforcer la teneur atmosphérique en CO2
augmentant l’effet de serre et donc le réchauffement climatique.
La paléogéographie au Crétacé est marquée par une surface de terres émergées réduites et par une surface
immergée importante, aucune orogenèse majeur n’est observable, les reliefs sont peu marqués => albedo
faible => absorption d’une plus grande partie d’énergie => réchauffement.