Carottes glaciaires et paléoclimat

«VARIATIONSCLIMATIQUESETGLACES»
classeSECONDE–OPTIONMPS:exploiterlesdonnéesd’uneexpéditionenarctique
‐PAGE1:présentationetdocumentationenseignant
‐PAGES2et3:fichesphotocopiablespourl’élève(éventuellement)PAGES4et5:versioncorrigée.
‐COMPETENCES/CONNAISSANCES:Saisirdesinformations,etExploiterdesdocuments,
Distinguerlesdifférentesformesdeglaceprésentesauxpôles,connaîtreleprincipeducarottageetdel’exploitationdes
carottesdeglace,étudierlesvariationsclimatiques.
Matériel:ordinateur/internet–vérifierl’accessibilitédeslienssurleréseau–
Laficheélèvecorrigée(pages4et5)présentel’ensembledesinformationsquipeuventêtresaisiesparlesélèves
surlessitesindiqués.
Quelquesinformations:
L'apport des archives glaciaires _
Extraitd’untextesoumislorsdudébatàl’académiedessciencesdu20/09/2010parJeanJouzel,JérômeChappellaz,Claude
Lorius,ValérieMasson‐DelmotteetDominiqueRaynaud.(Intégralitésur:
http://sciences.blogs.liberation.fr/home/2010/09/acad%C3%A9mie-et-climat-le-match-jouzel-versus-aubouin.html)
(…)Lesenregistrementslesplusanciensobtenusàcejourcouvrent800.000ans,lasecondemoitiédu
quaternaire,(DomeCenAntarctique,celuideVostokcouvrantles420.000dernièresannéesetde123.000ans,le
derniercycleglaciaire‐interglaciaire,auGroenland(NorthGRIP)avecl'espoirderemonterplusloindansletemps
grâceaurécentforageNEEM).(…)
LesglacesduGroenlandetd'autresarchivesontrévélél'existencedevariationsrapidesetimportantes.
Ainsi,ladernièrepériodeglaciaireestponctuéepar25instabilitésabruptes,marquéesauGroenlandpardes
réchauffementsseproduisanten50à500ans,etatteignantlocalementdesintensitésde8à16°C.Ces
évènements(…)onttousunecontrepartieantarctique,déphasée,etdefaibleintensité(typiquement2°C)Les
caractéristiquesdecettebasculebi‐polaire(…)sonttoutàfaitcohérentesavecl’identificationderéorganisations
majeuresdutransportdechaleurparlescourantsmarins.Cettevariabilitémillénaire,quiponctuetoutesles
périodesglaciairesdesderniers800000ans,soulignel’importancedescouplagesentrelacryosphèreetl’océan
danslefonctionnementduclimatetlacapacitédusystèmeclimatiqueàproduiredesréactionsbrutales.
(…),lesarchivesglaciairesrecèlenttoutunensembled'informationspertinentesvisàvisdel'évolution
futureduclimat.Différentsaspectssontconcernés:rôleclimatiqueetcomportementdesgazàeffetdeserre,
sensibilitéduclimat(rétroactionsassociéesetcapacitéàtesterlesmodèlesclimatiquesetbiogéochimiques),
détectionetattributionduchangementclimatique(forçagesetréponsessurlederniermillénaire),possibilitéde
variationsrapidesduclimat,évolutionàlongterme(niveaudelamer,enparticulier).(…)
UnepériodefroidecorrespondàunecirculationocéaniqueralentieTrèsfroidetsecautourdel’Atlantique
Nord(Groenland,Europe),PluschaudenAntarctique
Unephasederéchauffementcorrespondàunereprisedutransportdechaleurparlescourantsmarinsdel’Océan
AtlantiquePlusdouxetplushumidedansl’AtlantiqueNord,RefroidissementenAntarctique
Anoterdeschangementsabrupts,«instabilitésabruptesduclimat»encorenommées«surprisesclimatiques»
‐Pourunevisionglobale:rapportpaléoclimats2007duGIEEC:http://jour‐pour‐jour.hautetfort.com/media/00/02/714552982.pdf
Sentinelles des glaces
Fiche
p
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Sentinellesdesglaces
«Histoiresdeglacesetdeclimats».
I–Lapetitehistoiredesglacespolaires:Commentnaissentbanquise,iceberg,glacieretinlandsis?
Al’aidedesdocumentsfournissur:http://www.jeanlouisetienne.com/encyclo_glaces_01.cfm
ethttp://www.jeanlouisetienne.com/encyclo_glaces_02.cfm,caractérisezetindiquezcommentse
formentbanquise,iceberg,glacieretinlandsis(calotte)(enquelqueslignes).
II‐Lacalotteglaciaireraconteunelonguehistoireduclimat…
Al’aide:
‐dusite:http://www.educapoles.org/fr/multimedia/animation_detail/les_archives_du_climat/(animation)
‐dusitehttp://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dospoles/index.html,rubrique«lesarchivesduclimat»,puis
«paléoclimatologie»etprécisémentsur«lesforagesdelaglace»,
expliquezcommentonobtientunecarottedeglaceetcommentlaglacepermetderaconterunehistoire
ancienne.Vousnoterezquelquesapportsdescarottesgroenlandaisessurcette«histoire».
III.L’histoireduclimat:
LesmesuresmétéorologiqueslesplusanciennesduGroenlanddatentduXVIII.Depuislesannées1990,
quelquesstationsdemesureautomatiquesontétéinstallées.Maisavantledébutdesmesuresmétéorologiques,
l’histoireduclimatestreconstituéegrâceauxcarottesdeglaces.
Exploiterlesdocumentsfournis:saisirdesinformationssuccinctessurleclimatauGroenlandàpetiteéchellede
temps(100ans)etàplusgrandeéchelledetempsenannotantlescourbesdevariationsdeT°aucoursdutemps.
Doc1:Températuresrelevées.
LesmesuresmétéorologiqueslesplusanciennesduGroenlanddatentduXVIII.Depuislesannées1990,
quelquesstationsdemesureautomatiquesontétéinstallées.
Mesuresmétéorologiques:
températuresrelevées
depuis1900auGroenland.
Mesuresmétéorologiques:
variationdestempératures
duglobeterrestre(par
rapportàuneannée
référence)depuis1840
Doc2:http://www.actu‐environnement.com/ae/news/carottages_groenland_fluctuations_climat_periode_glaciaire_5323.php4

Doc3:LocalisationdesforagesauGroenlandetExtraitd’uncommuniquédepresseCNES[09‐09‐2004]
UnecarottedeglaceduGroenlandrévèlel'histoireclimatique
détailléeduGrandNorddepuisledernierinterglaciaire,
ilya123000ans(forageNGRIP)
(…°)unnouveaucarottageinternationalcoordonnéparleDanemark
aétéréaliséausitedeNorthGRIP,entre1996etjuillet2003,luiaussi
situésurleplateaucentralduGroenland.Premièreperformance:il
s'agitduforagegroenlandaisleplusprofond(3085m)etleplus«âgé
»:l'enregistrementcouvreapproximativementlesderniers125000
ans.Ilrévèlequ'avantledernierâgeglaciaire,quiacommencéilya
115000ans,leclimatgroenlandaisétaitchaud(période
interglaciaire)etstable,sansvariationsabruptes(…).Lacarottede
NGRIPfournitunenregistrementclimatiquetrèsdétaillé.Ainsi
chaquecentimètredecarottereprésenteuneannéepourlaglace
profondequiaenregistrél'entréeenglaciation.Important,caron
apprendquelepassageauxconditionsglaciairess'estd'abordfait
progressivementdurant7000ans.Etpuisunpremierévènement
climatiqueabrupts'estproduitilyaenviron115000ans,marquantle
débutdelapériodeglaciaire.(…°).
Courbesdevariations
destempératuresau
coursdutemps.

Sentinellesdesglaces
«Histoiresdeglacesetdeclimats».
CORRIGE
I–Lapetitehistoiredesglacespolaires:Commentnaissentbanquise,iceberg,glacieretinlandsis?
Al’aidedesdocumentsfournissur:http://www.jeanlouisetienne.com/encyclo_glaces_01.cfm
Ethttp://www.jeanlouisetienne.com/encyclo_glaces_02.cfm,caractérisezetindiquezcommentseformentbanquise,iceberg,glacieretinlandsis(calotte)(en
quelqueslignes).
Banquise,Glacedemer.Quand la surface de l’océan atteint –1,8°C, les premiers cristaux de glace se
forment. Une fois la surface gelée, l’eau de mer se trouve isolée de l’air froid et le processus se ralentit. La
banquise s’épaissit alors lentement, par sa face inférieure, jusqu’à atteindre environ 2 mètres.
Iceberg,Glaced’eaudouce.Lorsqu'unglacierarriveenborddemer,lalanguedeglace,pousséepar
l'écoulement,commenceàflotter,puissebrise:desblocssedétachentetsontemportésparl'océan;onditquele
glaciervêle.Cesîlotsdeglaced'eaudoucesontlesicebergs.
Glacier«rivièregelée»,quis’écoulessoussonproprepoidslentement,encreusantsavallée
Inlandsisneigequin’apasfondu,s'estaccumulée,tasséeettransforméeenglaceaufildutemps.Lacalotte
groenlandaisepeutdépasser3kmd'épaisseurdanslacuvettecontinentalecentraleets’estforméeenmilliersd’ans.
II‐Lacalotteglaciaireraconteunelonguehistoireduclimat…
Al’aide:
‐dusite:http://www.educapoles.org/fr/multimedia/animation_detail/les_archives_du_climat/(animation)
‐dusitehttp://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dospoles/index.html,rubrique«lesarchivesduclimat»,puis«paléoclimatologie»etprécisémentsur«lesforages
delaglace».
Expliquezcommentonobtientunecarottedeglaceetcommentlaglacepermetderaconterunehistoireancienne.Vousnoterezquelquesapportsdes
carottesgroenlandaisessurcette«histoire».
Unecarottedeglaces’obtientparforage.Plusondescendenprofondeur,pluslaglaceestancienne:au
niveaudusoclerocheuxgroenlandais,laglacea120000ans.Laglacecontientlesgaz(CO2,CH4,…)et
poussièresemprisonnées(plomb,mercure,soufre,poussièresvolcaniques,pollens…)parlaneigeà
l’époqueoùelles’estaccumulée.Celapermetderetracerleclimat:températures,lavégétation,…
III.L’histoireduclimat:
LesmesuresmétéorologiqueslesplusanciennesduGroenlanddatentduXVIII.Depuislesannées1990,quelquesstationsdemesureautomatiques
ontétéinstallées.Maisavantledébutdesmesuresmétéorologiques,l’histoireduclimatestconnugrâceauxcarottesdeglaces.
Exploiter les documents fournis: saisir des informations succinctes pour raconter l’histoire du climat au Groenland à
petite échelle de temps (100ans) et à plus grande échelle de temps puis légender les courbes.
Doc1:Températuresrelevées.
LesmesuresmétéorologiqueslesplusanciennesduGroenlanddatentduXVIII.Depuislesannées1990,quelquesstationsdemesureautomatiquesontété
installées.
Mesuresmétéorologiques:
températuresrelevées
depuis1900auGroenland.
Mesuresmétéorologiques:
variationdestempératures
duglobeterrestre(par
rapportàuneannée
référence)depuis1840

Apetiteéchelledetemps,onremarquequ’ilexistedesvariationsdetempératureauGroenlanden
fonctiondesannéesavecunécartmaximalde2°Cenviron.Despériodesplusoumoinschaudesde
quelquesdizainesd’annéessedistinguent.Onremarquequecesvariationssontglobalementsimilairesà
cellesobservéespourleglobe.
Doc2
:http://www.actu‐environnement.com/ae/news/carottages_groenland_fluctuations_climat_periode_glaciaire_5323.php4
Ladernièrepériodeglaciaire(Quaternaire)s'estachevéedemanièrebrutale:deuxépisodesderéchauffement
intensesinterrompusparunepériodefroide:
‐premierréchauffementrapideilya14.700ans(plusde10°Cd’augmentation).(NB:Pendantcettepériodedouce,
appeléeleBølling,lespremierspeuplesdel’âgedepierresesontinstallésenEuropeduNordetenScandinavie.)
‐retouràdesconditionsglaciairesilya12.900ans,(températuresextrêmementfroides),
‐réchauffementfinal,ilya11.700ans,marquantlafindeladernièreglaciation.
Changementsclimatiqueslesplusabruptsdeladernièredéglaciationsontliésàdesmodificationsradicalesdela
circulationatmosphérique.
Doc3:LocalisationdesforagesauGroenlandetExtraitd’uncommuniquédepresseCNES[09‐09‐2004]
Avantledernierâgeglaciaire,quiacommencéilya115000ans,leclimatgroenlandaisétaitchaud(période
interglaciaire)
Passageauxconditionsglaciairess'estd'abordfaitprogressivementdurant7000ans.Etpuisunpremier
évènementclimatiqueabrupts'estproduitilyaenviron115000ans,marquantledébutdelapériode
glaciaire.(…°).
réchauffement
période
interglaciaire
Périodeglaciaire
(Quaternaire)
Période
Interglaciaire
PériodeInterglaciaire
Courbesdevariations
destempératuresau
coursdutemps.
réchauffement