Science et technologie – ST Univers Terre et espace

Science et technologie – ST
Univers Terre et espace
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Tiré d'Observatoire, Julie Trottier, Avril 2012
1. Les minéraux
Les minéraux (un minéral) sont des éléments ou des composés chimiques qui
entrent dans la composition des roches et des sols.
Un minerai est une roche contenant des minéraux utiles en proportion
suffisamment intéressante pour justifier l'exploitation, et nécessitant une
transformation pour être utilisés par l'industrie.
Quelques-uns des principaux minéraux exploités au Québec
Minéral
Utilisations possibles
Or
Joaillerie, équipements électroniques, échanges commerciaux
Cuivre
Conduits de plomberie, équipements électroniques, fils électriques,
construction (toitures)
Nickel
Acier inoxydable, aimants, pièces de monnaie
Fer
Acier
Quelques impacts environnementaux de l’exploitation ou de la transformation
des minéraux: épuisement des ressources, utilisation de beaucoup d’eau,
destruction de grandes surfaces de forêts, émission de gaz à effet de serre,
contamination des nappes d’eau souterraine, etc.
2. La structure d’un sol
Les horizons du sol sont des couches différenciées, plus ou moins parallèles à la
surface du terrain.
Horizon O (Couche superficielle)
Horizon A (Terre arable)
Horizon B (Sous-sol)
Horizon C (Roche mère fragmentée)
Horizon R (Roche mère non altérée)
Le pergélisol est un sol dont la température se maintient à 0 °C ou moins
pendant au moins 2 ans.
Conséquences du réchauffement du pergélisol: instabilité du sol, inondations,
glissement de terrains, libération du méthane (gaz à effet de serre 21 fois plus
puissant que le dioxyde de carbone), etc.
3. Cycle du carbone
4. Les bassins versants
Un bassin versant désigne l’ensemble d’un territoire qui recueille toutes les eaux
continentales pour les concentrer vers un même point.
Facteurs influant sur la circulation de l’eau à l’intérieur d’un bassin versant:
•
•
•
•
•
La topographie (forme, pente et relief)
La végétation (densité et diversité)
La géologie (nature, profondeur et structure des roches)
Le climat (chutes de pluie, neige, vents, température)
Les aménagements agricoles, industriels et urbains
5. Les océans
Les courants
Type de courant
Caractéristiques
Courant de surface
Provoqués par les vents
Se déplacent à l'horizontale
Courant de
profondeur
Causés par les variations de masse volumique (plus la
masse volumique est grande plus c'est lourd)
Facteurs influençant la masse volumique (densité) de l'eau
•
La salinité (mesure de la quantité de sels dissous dans un volume donné).
Plus la salinité est élevée plus la masse volumique (densité) est grande.
•
La température
Plus la température est basse plus la masse volumique est grande.
La circulation (boucle) thermohaline est une immense boucle de circulation,
formée par les courants de surfaces et de profondeurs, qui déplace les eaux
partout sur le globe et qui régularise le climat planétaire.
6. Glacier et banquise
Un glacier est une masse de glace qui se forme par le tassement de la neige
accumulée sur la terre ferme. Un iceberg est un fragment d'un glacier tombé
dans la mer.
La banquise est constituée des glaces qui flottent sur les océans près des pôles
Nord et Sud.
Impacts de la fonte des glaciers ou des banquises:
Glacier
Hausse du niveau de la mer
Perturbation de la circulation
thermohaline, car l'eau des glaciers
n'est pas salée
Banquise
La banquise qui est blanche réfléchie
plus le rayonnement solaire que l'eau
qui est sombre. L'eau sombre absorbe
plus le rayonnement solaire ce qui
augmente le réchauffement climatique.
Le réchauffement climatique augmente
la fonte de la banquise et le cycle
reprend.
7. Effet de serre
L'effet de serre est un processus naturel qui permet de retenir sur Terre une
partie de la chaleur émise par le Soleil.
Gaz à effet
de serre
Facteurs d'origine naturelle Facteurs liés aux activités
humaines
Dioxyde de
carbone
(CO2)
Feux de forêt
Éruptions volcaniques
respiration cellulaire
Méthane
(CH4)
Digestion des animaux
sauvages
Combustion des combustibles
fossiles
déboisement des forêts
Digestion des animaux d'élevages
décomposition végétale
décomposition des ordures
ménagères
marécages
entreposage et gestion des fumiers
distribution du gaz naturel
culture en rizière
Oxyde nitreux Bactéries du sol et des
(N2O)
océans
Épandage d'engrais contenant de
l'azote
Certains procédés chimiques
8. La circulation atmosphérique
La circulation atmosphérique est le mouvement à l’échelle planétaire de la
couche d’air entourant la Terre.
Une masse d’air est une grande étendue atmosphérique dont la température et
l’humidité sont relativement homogènes.
Un front froid se produit
lorsqu’une masse d’air froid
rencontre une masse d’air
chaud. L’air chaud s’élève
rapidement au-dessus de l’air
froid. Il y a formation de
nuages épais et probabilités
de vent et de fortes
précipitations.
Un front chaud se produit lorsqu’une
masse d’air chaud rencontre une
masse d’air froid. L’air chaud s’élève
lentement au-dessus de l’air froid. Il
y a formation de nuages légers et
probabilités de temps nuageux et
d’averses.
Un anticyclone est une zone de circulation atmosphérique qui se déploie autour
d’un centre de haute pression. Le ciel est dégagé, sec et ensoleillé en été, froid
en hiver.
Une dépression est une zone de circulation atmosphérique qui se déploie autour
d’un centre de basse pression. Il y a formation de nuages et des précipitations.
9. Les biomes
Les biomes correspondent aux grandes régions de la planète qui se différencient
par leur climat, leur faune et leur végétation.
10. Énergie solaire
L'insolation est la quantité d'énergie solaire reçue à la surface de la Terre.
L'insolation dépend de:
l'absorption et la réflexion par
l'atmosphère ou les surfaces (une
surface blanche réfléchie le
rayonnement solaire tandis que une
surface sombre l'absorbe).
la latitude (l'angle avec lequel le
rayonnement solaire frappe la Terre
diffère selon la latitude)
11. Les marées
La marée est le mouvement ascendant puis descendant des eaux des mers et
des océans causé surtout par l'attraction de la Lune et un peu par l'attraction du
Soleil. Elles se produisent 2 fois par jour.
Hydrosphère
Atmosphère
Lithosphère
12. Production d'électricité
Type de
centrale
Ressources
énergétiques
utilisées
Thermique au
pétrole, au gaz
naturel ou au
charbon
De
Disponible en grande
combustibles quantité
fossiles
résultant de la
transformation
des résidus
organiques
Non Renouvelable
Nucléaire
De l'énergie
emmagasinée
dans le noyau
des atomes
Demande peu de
ressources pour
produire une grande
quantité d'énergie
Non Renouvelable
Géothermique
De la chaleur
interne de la
Terre
Renouvelable
Installation coûteuse
Éolienne
Du vent
Renouvelable
Pollution visuelle
Pas de GES
Impossible de prédire ou
de l'emmagasiner
Renouvelable
Coûteux
Pas de GES
Dépend de la présence du
Soleil
Cellule
photovoltaïque
(panneau
solaire)
Du
rayonnement
solaire
Marémotrice
Du
mouvement
des marées
Avantages
Peu alimenter endroit
isolé
Inconvénients
dégage des gaz
responsable des pluies
acides et des gaz à effet
de serre(GES)
Risque accident nucléaire
Déchets radioactifs
Renouvelable
Coûteux
Prédictile
peu de sites propices
Pas de GES
Hydroélectrique Du
Renouvelable
mouvement de
Pas de GES
l'eau
Inonde écosystème
Libère du mercure