Le thème
Dernière mise à jour le 7/12/17
Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains :
atmosphère, hydrosphère, climats du passé à l'avenir

2. Fiches & Documents

Introduction au thème

  • Pour apporter un début de réponse sur :
    • l'importance des enveloppes fluides sur notre planète
    • les effets de l'activité humaine avec la combustion, l'agriculture et l'élevage
  • Fresque interactive des temps géologiques (Les étapes de l'histoire géologique de notre planète) - Lien - En téléchargement
  • On se réfèrera aux documents proposés sur le manuel pages 74 à 78 et aux liens complémentaires suivants :
    • Les mouvements des enveloppes fluides - Documents
    • Les transferts entre océans et atmosphère - Documents
  • Autres documents
    • L'anatomie d'une tempête - Lien NASA
    • La rencontre de deux courants au large de la Patagonie (janvier 2011) - Superbe image prposée par la NASA - Visionner
    • Les mouvements et précipitations dans un cyclone (cyclone Rina le 28/10/2011) - Lien NASA
  • Schéma du cycle du carbone
  • Le Climat de la Terre - Un dossier sagasciences du CNRS - Lien
  • Le Climat, une enquête aux pôles - Un dossier sagasciences du CNRS - Lien
  • Cartes mondiales du climat - NASA

L'évolution climatique et atmosphérique récente

  • Introduction - Les climats actuels de la Terre - Comment expliquer leur diversité et leur distribution ?
    • Documents - Page de présentation
    • En savoir plus
      • Le climat en questions - Institut Pierre-Simon Laplace (Université Pierre et Marie Curie) - Site incontournable
      • Exposition "Climats, eau , vie : la Terre, une exception dans l'Univers" - IPSL Jussieu pour visionner et télécharger les posters de l'exposition.
      • Le Gulf Stream
  • TP. 1 - Palynologie et changements climatiques au cours des derneiers millénaires
    • Introduction - La palynologie : Une vidéo de Universcience.tv - Lien
    • Fiche 1 - Protocole et présentation de situations à étudier
    • Fiche 2 - Identification simplifiée des pollens et tableau des exigences écologiques de quelques espèces végétales rencontrées dans les situations étudiées
    • Clé simplifiée d'identification - Document
    • Fiche 3 - Tableau de résultats pour l'étude de la tourbière du Mont Bar
    • Diagramme pollinique des répartitions végétales dans la tourbière de Chambedaze - Fichier zippé
S'informer sur la palynologie
La reconstitution des climats du Quaternaire
  • Les variations climatiques récentes en Europe
    Dernier maximum glaciaire
    Dernier optimum
    Légende des cartes
  • TP. 2 - Les archives glaciaires et sédimentaires, marqueurs des changements climatiques
    depuis 800 000 ans
    • Fiche 1 - Protocole et présentation de situations à étudier
    • Données numériques (forages Taylor Dome en Antarctique, Grip au Groenland et des sédiments benthiques du Pacifique) - Fichier Excel
    • Les paléoclimats enregistrés dans les glaces - avec utilisation des logiciels Oxygene et Vostok en téléchargement (J-Y Gucheau et P. Perez)

Les marqueurs géologiques des grandes glaciations du Quaternaire

  • Archives glaciaires des climats du passé - Accès
  • Concordia - Dôme C - Sciences en Terres australes - "La station franco-italienne Concordia est construite au coeur du plateau Antarctique, sur le site du Dôme C à une altitude de 3233 mètres. C'est un lieu unique totalement consacré aux sciences. Le forage appelé Epica a permis de décrypter les climats du passé en remontant jusqu'à 800 000 ans." - Vidéo Universcience - Visionner
  • Le journal d'un hivernant en Terre-Adélie (Antarctique) - Vidéo Universcience - Visionner
  • Science par 80° Nord (île du Spitzberg) - Vidéo Universcience - Visionner
  • Chronologie des glaciations depuis le Pliocène supérieur (-3,3 MA) à nos jours (Holocène). Fichier PDF.
  • Paléoclimatologie - Documents du CNRS pour le lycée
  • Les changements climatiques des 700 000 dernières années : de nombreuses activités utilisant des tableaux Excel permettant de reconstruire les courbes de mesure de delta 18O dans les glaces ou les carbonates :
    http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gutjahr/climats/accueil_climats.htm et http://www.inrp.fr/Acces/biotic/environ/paleoclimats/html/telechar.htm
  • Les forages GRIP et GISP au Groënland - Fichier Excel en téléchargement
  • Corrélation delta isotopique / température - Fichier Excel en téléchargement
    • Résultat
    • Courbes classiques de corrélation delta isotopique / température en Antarctique et au Groënland
    • Application du principe de l'actualisme - Il existe bien une relation mathématique entre la mesure de Delta 18O et la température en un lieu donné. On remarque tout de même des variations importantes d'un lieu à l'autre, sources d'une certaine imprécision.
  • À la recherche du temps perdu - Les Savanturiers N°10 - Les sédiments, comme toutes les archives naturelles, sont précieux pour comprendre le climat passé et s’interroger sur le climat futur - CEA

BILAN

  • Résultat de la comparaison des données obtenues sur une période de 220 000 ans BP avec delta 18O au Groenland (forage GRIP), en Antarctique (forage Taylor) et dans les sédiments carbonatés benthiques du Pacifique. - Résultat
    • Fichiers Excel Corrigés pour comprendre la démarche de réalisation du graphe - Lien zippé
  • Une présentation Lien Youtube

  • TP. 3 - Comment évoluent les climats ? Des marqueurs qui enregistrent les variations climatiques
    • Fiche TP
    • Les documents pour étudier les variations climatiques enregistrées dans la grotte du Lazaret - Fichier ZIP
    • Fichier Excel pour récolter les résultats et interpréter - Télécharger - Accès au fichier collectif complété pour le compte-rendu du TP.
    • En savoir plus sur la grotte de Nazaret - Lien
    • Corrigé du TP sur la grotte de Nazaret Ultérieurement
    • Cartes des glaciations quaternaires dans les Alpes et la vallée du Rhône
    • Les documents pour l'étude du retrait des glaciers continentaux
      • Un glacier alpin, la Mer de Glace - Lien
      • Retrait du glacier Columbia en Alaska (1986 - 2014) - NASA - Animation NASA
      • Le retrait du glacier Gangotri dans l'Himalaya entre 1780 et 2001. Sur l'image agrandie on peut parfaitement observer, les moraines frontales, latérales et médianes, les régions fluvioglaciaires (torrents de fonte des glaces) et des lacs glaciaires (coin supérieur droit de l'image). - Lien
      • Glaciers du Mont Everest (cirques, moraines glaciaires latérales et médianes) - Lien NASA
      • Le glacier Siachen - Cachemire : une belle vue satellitale de la topographie glaciaire - Lien
      • Déplacement des glaciers : Le Bear Glacier en Alaska - Lien
    • Les documents pour l'étude de la fonte des glaces des calottes polaires
      • La calotte arctique (2009 - 2014) - NASA
      • Antarctique (1999 - 2014) - Lien
    • Alpes : des glaciers sous haute surveillance (extrait)
      Le réchauffement climatique provoque la fonte des glaciers à un rythme alarmant. La série documentaire « Planète Glace » présente les études menées sur les plus hauts glaciers du monde pour tenter de comprendre et d’appréhender leur avenir. Dans cet épisode, Delphine Six, glaciologue, installe une station météorologique, sur le Dôme du Gouter du Mont Blanc qui va lui permettre d’étudier l’évolution de la température de l’air à très haute altitude.
      Réalisation : Thierry Berrod – Production : Mona Lisa Production, Productions Nova Media, CNRS Images, Universcience et IRD
  • Les glaciers - Ajustez les chutes de neige en montagne et la température pour voir le glacier grandir et rétrécir. Utiliser des outils scientifiques pour mesurer l'épaisseur, la vitesse et le budget glaciaire.
    Une animation interactive de Phet - Université du Colorado (nécessite d'installer Java). Accès direct depuis http://phet.colorado.edu/fr/simulation/glaciers

Des marqueurs du climat en milieu continental au-dessus des calottes polaires

  • NASA Earth Observatory
    • Évolution d'un lac de fonte à la surface de l'inlandsis du Groënland durant l'année 2010 - NASA
    • Plus de banquise au pôle Nord à l'été 2016 : effrayant mais vrai (Euronews) - Lien
    • 2013 - Fracturation de la couverture de glace arctique en Mer de Beaufort (février mars 2013) avec animation - NASA
    • 2013 - Oscillation arctique - NASA et amincissement de la calotte polaire - NASA
    • Déclin de la couverture neigeuse en juin 2012 de la calotte polaire arctique - NASA
  • TP. 4 - Le système climatique terrestre (1) : le devenir du rayonnement solaire incident
    • Fiche TP
    • Documents élève au format zip - Lien
    • TP Albedo - Document à consulter - Lien
    • Fichier Excel pour l'interprétation du modèle sur l'effet de serre - Corrigé

L'effet de serre et l'albedo

  • Document sur l'effet de serre
  • Volcanisme : nuage de dioxyde de soufre lors de l'éruption du volcan Calbuco au Chili le 22/04/2015 - Earth Observatory
  • L'impact des éruptions volcaniques sur les températures mondiales ? Notre-Planete.info
  • Animation Flash de Claude Perrin - (si nécessaire le Chemin pour accéder : Géologie - Dynamique externe)
  • Lecture fortement recommandée sur les climats, leur évolution, l'effet de Serre, l'albedo ... - Dossier CNRS Climat
  • Albedo - Earth Observatory : photographies expliquées et animations - Lien 1 - Lien 2 (rôle des nuages)
  • Nom de code : CO2 - Effet de serre - Savanturiers - CEA
  • L'effet de serre - Une animation interactive de Phet - Université du Colorado
    (nécessite d'installer Java). Accès direct depuis http://phet.colorado.edu/fr/simulation/greenhouse
  • TP. 5 - Le système climatique terrestre (2) : les acteurs qui interviennent dans le système climatique terrestre
    • Fiche TP
    • Le logiciel SimClimat (Windows), un modèle simple de bilan radiatif (Version d'origine)
      • Téléchargement (version dont l'interface est améliorée) avec explications sur Météo- France
      • Fiche technique - Lien

Les cycles de Milankovitch et les changements climatiques - Science étonnante #32

Documents complémentaires

  • De 1650 à 1710, les températures dans l'hémisphère nord ont été nettement plus froides lorsque le soleil est entré dans une phase de faible activité comme entre 1650 et 1710, générant de mauvaises récoltes et des famines - La NASA a cartographié cette mini période glaciaire à partir des modèles mis au point pour évaluer le réchauffement climatique
    http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=17460
  • Le cycle du carbone - Une animation ( autres animations sur Météo-France)
  • TP. 6 - Les variations climatiques et atmosphériques à travers les temps géologiques
    • Documents
      • Paléocartes géographiques et climatiques - On peut consulter les cartes de la disposition des continents et les cartes des climats depuis la fin du Précambrien (-650 Ma) jusqu'à maintenant (et même envisager les évolutions futures) sur le site de Paleomap Project, auteur C. R. SCOTESE : Liste des cartes ou Histoire de la Terre
      • La craie du Bassin Parisien à Étretat - Lien
      • Les phénomènes de dissolution et de précipitation du carbonate de calcium - Lien
      • Le cycle du calcaire - Lien
      • Affleurement de Graissessac montrant des veines de charbon à ciel ouvert du Carbonifère
        • Graissessac - Présentation du site avec illustration et carte à l'époque de la formation du charbon - Lien
        • Retrouver le site minier dans Google Earth - Fichier kmz à télécharger
      • Mines de charbon à ciel ouvert du Crétacé à Wyoming - Black Thunder et North Antelope
        • Image de la NASA avec une présentation en français enrichie de cartes de notre planète à l'époque de la formation du charbon du Wyoming - Lien
        • Retrouver le site minier dans Google Earth - Fichier kmz à télécharger
      • Les flux de carbone et de dioxygène
      • Le cycle du carbone ou

Documents complémentaires

  • Les roches calcaires de plateforme à Musadam au Nord des Émirats - Lien
  • Le CO2 est piégé sous forme de matière organique décomposée en milieu anérobie - Confluence du Rio Negro et du Rio Solimoes pour former l'Amazone près de Manaus.
  • Le CO2 pourrait être piégé en très grande quantité par les péridotites sous forme de carbonate de calcium - Recherches réalisées en Oman "par Peter Kelemen et Juerg Matter, respectivement géologue et géochimiste au prestigieux Lamont-Doherty Earth Observatory de l’université de Colombia".
  • L'océan moins efficace pour absorber le CO2 émis par les activités humaines (Communiqué du CNRS - février 2009) -
  • Le cycle du carbone - Une animation ( autres animations sur Météo-France)
  • L’acidification des océans aura d’importantes conséquences pour la biodiversité. Article du 08/10/2014 - Le Monde
  • TP. 7 - L'atmosphère terrestre à son origine - L'évolution de la vie accompagne celle de l'atmosphère
    • Fiche TP - Manuel Bordas - Chapitre 1
    • Documents
      • Frise "À la recherche des temps perdus" - Lien
      • Où la Terre a-t-elle puisé son eau ? (Francis Albarède) - Vidéo CNRS
      • À quoi ressemblait la Terre dans sa jeunesse ? (Francis Albarède) - Vidéo CNRS
      • Les stromatolites - Lien
      • Evolution conjointe de l'atmosphère, de l'hydrosphère et de la biosphère - Lien
      • L'apparition de la vie sur Terre - Séquence du cours de 3e
      • De l'atmosphère primitive à l'atmosphère actuelle - YouTube

Documents complémentaires

  • Les cycles du carbone et de l'oxygène depuis 4,5 GA - Acces ENS Lyon
  • Archéen et Hadéen - SFE
  • TP. 8 - Bilan du thème sous forme d'une série d'exercices
    • Fiche
    • Fiche corrigée
Une présentation - bilan à ne pas manquer sur le réchauffement climatique
sur Universcience par la climatologue Valérie Masson-Delmotte (CEA)
  • Des compléments importants
Pour en savoir plus - Conférences sur les climats du passé et du futur (Planet-Terre ENS de Lyon) Les climats récents de la Terre et le réchauffement climatique