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

Thème 2 : Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir TP2 : Evolution récente de l'atmosphère et du climat On peut reconstituer les climats du passé depuis 800 000 ans grâce à
l'étude des glaces polaires qui fournissent des informations sur la
composition de l'atmosphère et la température qui régnait au moment où la
glace s'est formée. Objectif du TP : Comment l'étude des glaces polaires et des sédiments
océaniques peut elle nous renseigner sur l'évolution récente du climat ? Poste 1 : Etude des glace et évolution récente de l'atmosphère / document 1 |Capacité ECE : |
|Utiliser le tableur LibreOffice et sa fiche technique pour obtenir les variations |
|de CO2 et de CH4 atmosphériques depuis 420000 ans. |
|Bio/TS/spé/partie2/co2_ch4_VOSTOK |
|Nommer les axes et donner un titre à votre graphe |
|Appeler le professeur pour vérifier. |
|Copier-Coller le graphe dans un document LibreOffice |
Exploitation des résultats et du document 1:
1) Justifier l'emplacement des sites de forages pour extraire les
carottes de glace.
2) Quelles informations apportent l'ensemble de ces données ?
Poste 2 : Etude des glaces et évolution de la température polaire /
documents 2A et 2B Les scientifiques utilisent les propriétés des isotopes de l´oxygène (et de
l´hydrogène) pour reconstituer les variations climatiques passées. 3) A partir du logiciel «18O/16O », compléter le document 2-A puis
expliquer en quoi cette méthode permet de reconstituer les variations
climatiques anciennes.
4) Utiliser le tableur LibreOffice pour tracer les variations de delta
18O sur le site GRIP au Groenland.
(Fichier grip_o18_248Ka)
< Appeler le professeur pour vérifier
Interpréter les variations.
5) Les carottes de glaces issues du « Dôme C Epicea » permettent de
reconstituer les températures en Antarctique depuis 800 000 ans. Le
graphique obtenu représente la différence de température par rapport à
la moyenne des 1000 dernières années déduite des données du delta 18O.
(Fichier Epicea_domeC_temp_800K et sélectionner uniquement la colonne
âge et modélisation de delta T).
Quelles informations apportent l'ensemble de ces données sur
l'évolution des climats anciens ? Poste 3 : Etude des sédiments océaniques |[pic] | |
Résultat des analyses des carottes sédimentaires du Pacifique
Les forages dans les sédiments océaniques ont permis
d'échantillonner, au milieu du Pacifique des sédiments marins de plus de
800 000 ans et d'analyser le ?18O dans les tests de Foraminifères fossiles
vivant au fond l'eau (espèces benthiques), là où la température de la mer
est constante et voisine de 1°C. Le profil obtenu est représenté en (a) et
la variation de température en Antarctique depuis 420 000 ans est en (b).
| |
Questions :
6) Quelles informations apportent l'étude de l'évolution du delta 18O
des foraminifères au cours des derniers 800 000 ans ?
7) Expliquer en quoi ces données corroborent (confortent) celles
déduites de l'analyse des glaces.
Document 1 : les glaces polaires, des archives couvrant 800 000 ans Les calottes glaciaires présentes dans les régions polaires se forment par
accumulation (? 1,2 cm/an) et tassement progressif des précipitations
neigeuses au cours de l'année. Lors de se processus, la glace emprisonne de
l'air, sous forme de bulles, et des poussières. En forant cette glace, les
scientifiques retirent des carottes. Couplées à la datation de la glace,
les carottes de glace permettent donc par l'analyse des bulles d'air
emprisonnées depuis des centaines de milliers d'années de reconstituer les
variations de composition de l'atmosphère. Plusieurs sites de forage en
Antarctique ont permis de ramener des carottes de glace. [pic]
D'après belin 2012 page 84 [pic]
Document 2-A : Le delta 18O, qu´est-ce que c´est ? [pic] L'élément oxygène présente plusieurs isotopes stables, dont ..... et ....
Le noyau d'un atome d´oxygène est constitué de ............. et de
.............. Deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de
................ Deux isotopes ont un nombre de neutrons ................
Le 16O a une masse atomique de ..... avec ... neutrons et ... protons
Le 18O a une masse atomique de .... avec .... neutrons et .... protons
La différence de masse atomique explique que l´isotope 18O soit plus
........... que l´isotope 16O. Lorsqu'il fait chaud, le processus ................................ permet
de former des nuages qui contiennent plus de ......., car il est plus
............ et s'évapore plus facilement que le ......... Les nuages
seront ainsi plus riches en H216O.
Inversement, lorsqu'il y a des précipitations, les pluies seront plus
riches en ....... qui est plus ................ | |Lorsque l'eau de mer s'évapore, la |
| |molécule H216O légère passe plus |
| |rapidement dans la phase vapeur que la |
| |molécule lourde H218O. La vapeur d'eau |
| |s'évapore essentiellement dans les |
| |régions tropicales les plus chaudes. |
| |Dès le processus d'évaporation, la |
| |vapeur d'eau contient environ 10 ? d' |
| |..... en moins par rapport à l'eau des |
| |océans : donc |
| |le ?18O = ...... %. |
| |Cette masse d'air humide est ensuite |
| |transportée vers les plus hautes |
| |latitudes. Lors de chaque |
| |...................... (gaz en solide |
| |ou liquide) de la vapeur d'eau, les |
| |molécules H218O se condensent en |
| |premier et précipitent |
| |préférentiellement par rapport aux |
| |molécules H216O. |
| |La vapeur d'eau |
| |......................... alors en 18O |
| |au cours de sa migration vers les pôles|
| |et de son refroidissement, la masse |
| |d'air subit des condensations |
| |successives qui l'appauvrissent en |
| |isotope 18O et l´enrichissent |
| |proportionnellement en ........... |
| |Les précipitations se fabriquent à |
| |partir de vapeur d'eau qui est de plus |
| |en plus .............. en isotope |
| |lourd. |
| |Le ?18O des précipitations diminue |
| |ainsi de -10, -20 à .... ? lorsque le |
| |nuage arrive aux pôles. |
| |La neige qui tombe sur les calottes |
| |glaciaires contient relativement peu de|
| |.......... | En quoi l'étude du ? 18O dans les glaces permet-il de déduire d'un
réchauffement climatique ou d'une période glaciaire ?
- En période glaciaire froide, l'évaporation est faible et c'est
........ qui s'évapore essentiellement. On aura donc plus de .......
piégée dans la glace au pôle que de ....... qui lui restera dans l´eau
de mer. On passe donc d'un ? 18O ........ à l'équateur à un ? 18O
....... ........ aux pôles : le ? 18O ..................... en
période glaciaire.
- En période de réchauffement climatique, l´évaporation est forte avec
du 16O et du 18O, mais la condensation diminue, il y a donc moins de
perte de ....... par les eaux de pluies mais par contre aux pôles les
précipitations sont plus ..... en 18O donc ?18O ..................
dans la glace.
Document 2-B : Les thermomètres isotopiques
Méthode delta D L'élément hydrogène présente deux isotopes stables qui diffèrent par leur
nombre de neutrons, le protium 1H ou H, le plus léger et le plus abondant
(99,985%), et le deutérium 2H ou D (0,0015%), plus lourd. L'eau est un
mélange de molécules 1H2O et de 2H