Thème climatologie - TP6 : Mécanismes de variation du niveau des mers

1- Modélisation de la fonte de la glace de terre : 



La fonte de la glace de terre (calotte antarctique, groenlandaise, glaciers de montagne...) aboutit à une augmentation du niveau des océans

2- Modélisation de la fonte de la glace de mer :

Source

Le volume en pointillé est le volume d'eau liquide nécessaire pour égaler la masse du glaçon. Par conservation de la masse, la fonte du glaçon produit exactement ce volume d'eau, qui n'a qu'à « boucher le trou laissé par la disparition de la glace solide ». Le niveau du verre d'eau reste le même.
Le glaçon, dans le verre d'eau, surnage, et c'est son volume immergé que montre la première partie du schéma, tandis que la seconde partie montre le volume d'au issu de la fonte de la totalité du glaçon

Le volume reste le même, et ça se démontre très facilement en utilisant la poussée d'Archimède. Par exemple, si on considère un glaçon de 1 cm³ et de densité 0,917 g∙cm^-3 (ce glaçon contient donc 0,917 g d'eau), la théorie d'Archimède nous dit que le volume immergé sera de 0,917 cm³ (comme pour un iceberg, la majeure partie est sous l'eau). Lorsque le glaçon aura fondu, ses 0,917 g d'eau qui auront désomais une densité de 1 g∙cm^-3 occuperont exactement le volume occupé par la partie immergée du glaçon. quod erat demonstrandum !

3- Synthèse sur le thème la fonte des glaciers, des glaces de mer et des glaces continentales : 

Pour tous : Voir un TPE très démonstratif sur ce sujet

Pour aller un peu plus loin : 
Quelles sont les différences entre les icebergs et les glaces continentales ? 
Aurons-nous les pieds dans l'eau d'ici 100 ans ?
Toutes les réponses avec Frédérique REMY, glaciologue et membre du bureau des longitudes.
Faites le point sur vos idées reçues concernant la fonte des glaces. Voir l'article sur le site de Canal Académie : La fonte des glaciers, des glces de mer et des glaces continentales.

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4- Modélisation de l'action de la température sur la dilatation de l'eau :

Source 

Exemple de calcul avec des chiffres imaginaires : 

Augmentation de volume lu sur la pipette pour une élévation de température de 2°C = 0.72 mL
Volume d'eau dans le montage : 375 mL

Augmentation de volume rapportée à 1L (1000mL) :
(1000 x 0.72) / 375 = 1.92 mL soit 1.92 10^-3 L

Multiplions ce résultat par le volume des océans (en litres) : 
1.92 10^-3 L x 1.35 10²¹ L = 2.592 10¹⁸ L

Convertissons en m³ : 2.592 10¹⁵ m³

Pour obtenir l'augmentation de niveau en mètres, divisons par la surface des océans :
2.592 10¹⁵ / 3.5 10¹⁴ = 7.40 m

Il ne vous reste plus qu'à refaire ce calcul avec vos données pour aboutir au résltat attendu !


Pour les spécialistes de Physique-Chimie :  aller plus loin sur les propriétés physiques de l'eau de mer...

Conclusion :

Le réchauffement des eaux superficielles provoque une dilatation thermique qui est responsable d'une élévation du niveau de la mer qui est rapide. Néanmoins, son amplitude reste faible (quelques centimètres à quelques dizaines de centimètres).

L'élévation du niveau de la mer observée aujourd'hui est en partie liée à ce phénomène.
Un consensus scientifique semble émerger pour dire que celle-ci serait liée pour 50% à la dilatation thermique et pour 50% à la fonte des glaces continentales contrairement à ce qui était présenté il y a quelques années.