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DST thème 2B Durée 55 mn – Calculatrice interdite. Exercice 1. Pratique d’une démarche scientifique ancrée dans des connaissances. 10 points Les agrosystèmes sont gérés dans le but de fournir les aliments nécessaires à l’humanité. Ils nécessitent cependant un apport d’intrants, notamment d’engrais, afin de conserver une bonne productivité. A partir de l’analyse des documents et de vos connaissances expliquez les particularités de la culture de pois (famille des fabacées) quant à l’apport d’engrais. Document 1. Surfaces agricoles ne recevant aucun apport d’azote (en % de la surface totale consacrée à chaque culture). Document 2 : exemple d’étiquette d’engrais composé. D’après agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/fiche_nitrate_ammonium-1-2.pdf L’azote nitrique est une source de NO3- (nitrate) alors que l’azote ammoniacal est une source de NH4+ (ammonium). Ce sont des sources d’azote utilisables par les végétaux. Document 3 : les échanges entre des bactéries du genre Rhizobium et une fabacée comme le pois. La famille des fabacées présente des plantes très riches en protéines (qui sont des molécules azotées). Les fabacées présentent au niveau de leurs racines des renflements : les nodosités. Le schéma ci-dessous détaille la structure d’une nodosité. A l’intérieur des cellules végétales de la nodosité, on trouve de nombreuses bactéries du genre Rhizobium. Les Rhizobium et les Fabacées pratiquent une symbiose (association à bénéfice réciproque). N2 est inutilisable par les plantes. Aspect des nodosités sur les racines de pois (à gauche) et échanges entre les bactéries du genre Rhizobium et le pois (à droite). D’après SVT Tale S Belin 2012. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_1S_dst_2A_2B.docx 1 Exercice 2. Pratique d’une démarche scientifique ancrée dans des connaissances. 10 points Dans la région actuelle de la mer du Nord, la lithosphère continentale a été affectée dans le passé par une extension. Cette extension est à l’origine de la formation des bassins sédimentaires qui recèlent aujourd’hui des gisements de pétrole et de gaz : le gisement de Brent est l’un d’entre eux. A partir de l’exploitation des documents mis en relation avec les connaissances, prouvez cette extension, et montrez que des hydrocarbures ont pu s’y former et être stockés durablement. Document 1. Coupe géologique passant par quelques gisements exploités en mer du Nord. Document 2. Séquence détaillée des roches du Jurassique au niveau des champs de Brent. Document 2. Porosité et perméabilité des formations géologiques locales. Roches et âges Porosité totale Perméabilité Propriétés Argile (Jurassique) ++ + Richesse en matière organique (dépôt en milieu anoxique*) Sables (Jurassique) ++ ++ Grès (Jurassique) + Légende : ++ forte ; + moyenne ; - faible * Anoxique = privé de dioxygène. http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_1S_dst_2A_2B.docx 2 Exercice 1. 2ème PARTIE - Exercice 2 - 10 points On veut expliquer en quoi les pois présentent une particularité en ce qui concerne l’apport d’engrais. Eléments de démarche : - Plus de 95 % des surfaces de cultures de betterave, maïs, pomme de terre, céréales à paille reçoivent des engrais azotés. C’est moins pour le tournesol, et beaucoup moins pour le pois (moins de 5 % des surfaces). Il y a une faible demande d’engrais pour les pois. - L’engrais composé est une source de minéraux, notamment d’azote. - L’engrais minéral azoté est sous la forme NO3- et NH4+, formes d’azote utilisables par les plantes. - L’azote atmosphérique (N2) est inutilisable par les plantes. - Les plantes de la famille des pois effectuent une symbiose avec des bactéries : cela leur permet d’utiliser le N2 atmosphérique (via la synthèse de NH4+). Elles n’ont donc pas besoin d’apport d’engrais azoté (qui au contraire risque de réduire les rendements). Eléments de connaissances : - L’apport d’intrants compense l’exportation de MO. - Un agrosystème nécessite l’apport d’intrants, dont les engrais (azotés) pour maintenir la productivité. - Un excès d’engrais abaisse les rendements (productivité). Bilan. Les pois ont une faible demande en engrais minéraux : cela s’explique par l’existence d’une symbiose avec des bactéries, ce qui leur permet d’utiliser le N2 de l’air, ce qui est impossible pour les autres cultures. Exercice 2. 2ème PARTIE - Exercice 2 - 10 points On veut montrer qu’il y a eu une extension en mer du Nord, et aussi que cette zone a été propice à la formation et à la conservation d’hydrocarbures. Eléments de démarche : - Socle granitique et une partie des sédiments (jusqu’au Crétacé inférieur et un peu le Crétacé supérieur, voire le Tertiaire pour une des failles) sont recoupés par des failles. - Ce sont des failles normales (démonstration du sens du mouvement). - Les failles délimitent des blocs qui ont basculé en même temps que la sédimentation. - C’est une structure type marge passive (en fait déchirure continentale inachevée puisque pas de LO). - La séquence du Jurassique comprend : des argiles peu perméables, mais très poreux ; des sables très poreux et très perméables ; des grès peu poreux mais imperméables. - Les argiles sont riches en MO déposée en milieu anoxique, qui a pu se conserver. Les argiles ont subi la subsidence dans cette « marge passive ». La roche étant moyennement perméable, les hydrocarbures formés ont pu s’échapper vers les roches de haute porosité (sables). - Les hydrocarbures ont été bloqués dans leur ascension par le grès très imperméable. Eléments de connaissances : - Le bassin sédimentaire a bénéficié d’un positionnement géographique favorable au dépôt d’une matière organique abondante et à sa conservation ; - Le bassin sédimentaire a bénéficié d’une tectonique en cours de dépôt (subsidence) et après le dépôt qui permettent l’enfouissement et la transformation de la matière organique puis la mise en place du gisement. - Notions de roche mère, roche réservoir, roche couverture. Porosité et perméabilité. - Failles normales et lien avec la tectonique en extension. - Reconnaissance d’une structure type « marge passive ». Bilan. La région étudiée est une ancienne zone de divergence : les témoins en sont les failles normales et les blocs basculés. Cette divergence n’a pas été jusqu’à la genèse de LO cependant. Dans ce bassin sédimentaire, de la MO a pu s’accumuler dans les argiles du Jurassique. Avec le phénomène de subsidence, elle s’est progressivement transformée en hydrocarbures dans les roches mères. Les hydrocarbures ont ensuite été expulsés dans les sables sus-jacents, très poreux (roches réservoirs), bloqués dans leur ascension par les grès imperméables (roche couverture), permettant ainsi leur stockage puis leur exploitation Barème commun aux deux exercices Qualité de la démarche Démarche cohérente qui permet de répondre à la problématique Démarche maladroite et réponse partielle à la problématique Aucune démarche ou démarche incohérente Éléments scientifiques tirés des documents et issus des connaissances Suffisants dans les deux domaines. Suffisants pour un domaine et moyen pour l’autre ou moyen dans les deux. Suffisants pour un domaine et moyen pour l’autre ou moyen dans les deux. Moyen dans l’un des domaines et insuffisant dans l’autre. Insuffisant dans les deux domaines. Rien http://lewebpedagogique.com/bouchaud 16_1S_dst_2A_2B.docx 5 4 3 2 1 0 3
