Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains

TP-TD de Sciences de la Vie et de la Terre – Classe de seconde Enseignement commun
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N. COHEN
TP classe de seconde – LPO LOUIS ARMAND
TP n°
11
LE CYCLE DU CARBONE ET LE ROLE
JOUE PAR L’HOMME
Durée :
1 h
SVT
géologie
THEME 2 : ENJEUX PLANETAIRES CONTEMPORAINS
Nom :
Prénom :
Date :
Introduction :
Le CO2 atmosphérique n’est qu’une des formes chimiques sous lesquelles se trouve le carbone sur notre planète. Cet
élément est stocké sous d’autres formes dans ce qu’on appelle des réservoirs de carbone. On le trouve dans la matière
organique, dans la matière minérale des êtres vivants (squelettes, coquilles etc.), dans les roches sédimentaires sous
forme de carbonate de calcium (CaCO3), dans l’eau sous forme dissoute et sous la forme d’ions HCO3-, dans les combus-
tibles fossiles sous forme d’hydrocarbures (roches carbonées) et dans les roches du manteau terrestre. Ces molécules
carbonées sont soumises à des échanges permanents entre les différents compartiments terrestres (flux de carbone). Ces
échanges constituent le cycle naturel du carbone.
Problématique :
Quels sont ces échanges ? Comment l’Homme interfère-t-il avec le cycle naturel du carbone ?
Objectifs :
Compléter un schéma, raisonner.
Matériel :
Pas de matériel.
I. LE CYCLE DU CARBONE : UN QUASI-EQUILIBRE.
Document 1 : Le cycle naturel du carbone : les valeurs des quantités de carbone stockées sont données en Gt (milliards de
tonnes) d’équivalent de CO2. Les valeurs des flux de carbone (flèches) sont données en Gt/an.
Biomasse continentale
700 Gt
Atmosphère
720 Gt
Biomasse océanique et océans
37 900 Gt
Roches carbonatées et sédiments calcaires
50 000 000 Gt
Manteau
400 000 000 Gt
Roches carbonées
10 000 Gt

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1. Complétez les légendes sur les flèches (mécanismes à l’origine des flux de carbone sur Terre).
2. Calculez le bilan de l’ensemble des libérations de CO2 et de l’ensemble des mécanismes fixateurs de carbone.
Qu’en déduisez-vous ?
3. Il y a 5 milliards d’années, y avait-il plus ou moins de CO2 atmosphérique qu’aujourd’hui ?
II. LES PERTURBATIONS D’ORIGINE ANTHROPIQUE.
Document 2 : La perturbation du cycle du carbone par l’Homme.
L’Homme utilise depuis longtemps les combustibles fossiles enfouis sous terre. Il en tire la majeure partie de l’énergie pour sub-
venir à ses besoins : électricité, transports… Le CO2 libéré par leur combustion, et qui était piégé dans les profondeurs de la Terre
depuis des millions d’années, se retrouve alors dans l’atmosphère. En théorie, les milieux naturels sont en partie capables
d’absorber le surplus libéré : l’océan peut en absorber un tiers et la biomasse végétale pourrait absorber le reste si elle se déve-
loppait suffisamment. Le problème est que, non content de libérer du CO2, l’Homme pratique une déforestation intense pour
étendre son territoire et ses surfaces agricoles. La conséquence de la déforestation est double, voire triple : d’une part elle va à
l’encontre de la nécessité d’étendre la biomasse végétale afin de compenser la libération de CO2 et d’autre part cette déforesta-
tion en elle-même libère du CO2 par la combustion du bois produit ou à cause de l’agriculture sur brûlis (qui permet aux zones
déboisées d’être rapidement exploitées mais qui peut dégrader le sol de manière irrémédiable) ; la dernière conséquence de la
déforestation est la disparition pure et simple d’espèces animales qui peuplent le milieu. L’Homme libère donc en moyenne 30
Gt de CO2 par an dont 10 Gt seulement sont absorbés par l’océan.
4. Comment le bilan naturel du cycle du carbone est-il modifié (donnez une valeur au bilan annuel) ?
5. Quelle peut en être la conséquence pour la planète ?
6. Si on ne change rien à nos habitudes de consommation de combustibles fossiles quel serait le seul moyen pour
permettre à la planète d’encaisser cet apport supplémentaire ? Est-ce réalisable ? Pourquoi ?
Document 3 : La population mondiale d’ici à 2025.
 Ouvrez le fichier « consommation mon-
diale pétrole.kmz » présent dans le dos-
sier « seconde ». Ce fichier s’ouvre avec
Google Earth et indique l’importance de
l’utilisation du pétrole par pays.
 Observez les différents pays consomma-
teurs de pétrole.
7. Comparez la consommation de pétrole observée en fonction des pays et la carte du document 3. Que peut-on
en conclure ?
Enfin, rendez-vous sur le site http://www.breathingearth.net pour contempler « en temps réel » l’évolution de la
population humaine et les rejets de CO2… Cela donne à réfléchir non ?
III. BILAN – ACTIVITE A TERMINER HORS SEANCE DE TP.
8. Rédigez un bilan de ce TP nous permettant de prendre conscience de nos responsabilités face à l’avenir de la
planète.