Blog SVT - Lycée Vauban 15 rue Bousy 08600 Givet

1- Quelques données sur les récifs coralliens :

1-1 Qu'est-ce qu'un récif corallien ?

Une vue de l'écosystème corallien : http://www.total.com/static/fr/medias/topic707/coraux.jpg
Un récif corallien résulte de la colonisation d'un substrat minéral par des êtres vivants symbiotiques communément appelés coraux, en fait la réunion d'une algue, la zooxanthelle et d'un Cnidaire, le polype. La symbiose coralienne : http://vieoceane.free.fr/paf/ficheb32.html

1-2 Carte de la répartition mondiale des récifs coralliens :

Source

Les récifs de coraux sont une forme de vie parmi les plus anciennes et primitives du monde, datant d'au moins 500 millions d'années. La plus grande de ces formations est la Grande barrière de corail, au large des côtes australiennes. Elle s'étend sur quelques 2000 kms. Ils couvrent actuellement une surface de près de 600 000 km² dans la zone intertropicale essentiellement (des cas de récifs coralliens en eaux froides sont connus, Norvège).

1-3 Organisation d'un récif corallien actuel en zone tropicale : 

Source
1 boues calcaires (sédimentation calme)
2 calcaire avec débris de coraux
3 calcaires récifaux construits
4 calacaire périrécifal (coquilles d'animaux marins, oolithes - milieu agité)

2- En quoi les récifs coralliens sont-ils des marqueurs du climat passé ?

Source 
Relations entre les épisodes de construction récifale et les événements climatiques et océanographiques majeurs au cours du Phanérozoïque (derniers 570 millions d'années). (Simplifié d'après Wood (1993)

G=période à glaciation, Serre=période à effet de serre, A=période à océans aragonitiques, C=période à océans calcitiques.

Les épisodes majeurs de construction des récifs organiques sont, dans l'ensemble, contemporains :
- de périodes dites "à effet de serre"
- de périodes caractérisées par des océans dits "calcitiques"
- de périodes caractérisées par des hauts niveaux marins (transgressions).

• La ligne de côte (ou le trait de côte) suit le contour de la côte; toutefois, dans le cas de petits bras de mer ou de baies, cette ligne traverse directement la baie ou le bras de mer pour rejoindre le contour général du côté opposé. La ligne de côte n'est donc pas mesurée aussi précisément que la ligne de rivage.
• La ligne de rivage est le périmètre de la rive mesuré aussi exactement que possible et comprenant les petits bras de mer et les baies. La ligne de rivage est donc habituellement plus longue que celle de la ligne de côte.

Source 
Evolution de la ligne de rivage Sur une région de la mer d'Aral entre 1973 (image du haut),1987 (image centrale) et 2000 (image du bas). Les trois clichés sont présentés à la même échelle.

3- Les roches et les paysages sont les témoins des variations des lignes de rivage : 

La Terre : planète en équilibre fragile ?

La notion délicate de fragilité

La planète Terre, en tant que sphère de 6.10²⁴ kg, n'est pas fragile. L'environnement non plus, puisque depuis les ∼4 milliards d'années d'existence de la vie, il a supporté bien des avatars, et s'en est toujours remis...

Ce qui est fragile, c'est l'environnement sous la forme que nous connaissons aujourd'hui. Dix degrés de plus seraient certes fatal pour une bonne partie de la biosphère, mais ne le serait pas, ni pour la Terre, ni pour la vie en général. Ainsi, les conditions régnant sur Terre aujourd'hui sont effectivement facilement « modifiables », ce qu'on peut qualifier de « fragile ».

Face à cette notion, il faut considérer d'abord qu'il existe des facteurs « amortissants », qui retardent les effets mais qui ne régulent rien. Par exemple, une augmentation du CO₂ est limitée par sa dissolution dans l'océan. Cette limitation est provisoire. Elle s'arrêtera théoriquement quand l'océan aura absorbé tout ce qu'il est capable d'absorber.

Figure 1.  La circulation océanique générale

Elle s'arrêtera même avant. Le CO₂ se dissout dans les eaux polaires froides. La circulation océanique générale entraîne un enfoncement du CO₂ dans l'océan Atlantique profond et une migration vers le Pacifique. Ce CO₂ ressortira dans 2000 ans au nord d'Hawaii. Quoique l'on fasse, dans 2000 ans, le Pacifique « recrachera » le CO₂ qui est absorbé aujourd'hui dans l'Atlantique Nord.

Il y a aussi des boucles de régulations : Comme pour les régulations du milieu intérieur des vertébrés (glycémie par exemple...), il existe de nombreuses boucles de rétroactions entre les différentes enveloppes du globe et des paramètres externes comme la température. Certaines de ces interactions sont négatives et donc tendent à amortir les variations, d'autres sont positives, et tendent à les exagérer.

Prenons l'exemple d'une légère augmentation de température pour une cause x (variation d'un paramètre orbital par exemple). Cette augmentation de température diminuera la solubilité du CO₂ dans l'océan, donc augmentera la quantité de CO₂ atmosphérique, ce qui augmentera l'effet de serre, qui augmentera la température, et ainsi de suite, avec effet boule de neige. Cette boucle de rétroaction fonctionne « géologiquement vite », c'est-à-dire à la vitesse de réaction des océans. C'est vraisemblablement ce qui se passe depuis 3 millions d'années : de très faibles variations d'ensoleillement (Milankovich) ont probablement provoqué d'énormes variations climatiques.

Figure 2.  Exemple de boucle de rétroaction positive.

A l'opposé, une augmentation de température va favoriser l'altération continentale. Cette altération (notamment des plagioclases, silicates calciques) va libérer des ions Ca²⁺, qui vont piéger du CO₂ sous forme de CaCO₃ et vont donc diminuer le CO₂ atmosphérique (CaSiO₃ + CO₂ → CaCO₃ + SiO₂, réaction qui consomme irréversiblement du CO₂). La diminution du CO₂ atmosphérique va entraîner une diminution de l'effet de serre et donc une diminution de la température (effet modérateur). Cette rétroaction est beaucoup plus lente, car elle fait intervenir l'altération continentale, phénomène lent.

Figure 3.  Exemple de rétroactions positive et négative sur la température terrestre

Le climat de la Terre est donc la somme de n interactions de ce genre, rapides ou lentes, positives ou négatives, qui sont loin d'être toutes comprises. Toute modélisation fiable est donc impossible. Mais les deux exemples cités plus haut montrent que la quantité de CO₂ peut, par son augmentation, complètement perturber notre environnement actuel à brève échéance (quelques siècles), mais qu'à l'échelle géologique, tout peut redevenir comme avant en quelques millions d'années (même si ce sera trop tard pour nous !).

Remarquons enfin que de telles perturbations ont lieu naturellement. Depuis le début de l'ère primaire, le taux de CO₂ (qui était de 5 à 10 fois la teneur actuelle au début du paléozoïque) varie sans cesse entre 0,5 fois la teneur actuelle (au Carbonifère), jusqu'à 5 fois la teneur actuelle (au Crétacé) et même 20 fois la teneur actuelle au début de l'Ordovicien. Cela n'a pas été la fin de la Terre, ni même de la vie, mais la fin de très nombreux environnements

1- La fossilisation et le piegeage de la matière carbonée :

Pour une approche simple du phénomène de fossilisation : 
Comment s'effectue la fossilisation ? 
ou Les fossiles et la fossilisation.

Pour une approche plus pointue de la fossilisation et du piegeage de la matière organique :  
Les forêts produisent-elles du dioxygène ?

Pour une approche graphique du phénomène : voir le schéma bilan de la banque de SVT : Variations T°, CO2 et piégeage de la matière organique depuis le paléozoïque

2- L'altération du basalte et le piegeage du CO2 :

1- Comment obtenir les images satellitales de la Terre ?

Une petite visite s'impose sur : http://the-overtake.ifrance.com/part2.htm
C'est un TPE mis en ligne, des téléchargements sont même possibles.

2- Le radiomètre : appareil servant à mesurer la réflexion de la lumière :



Pour plus de détails voir : http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biologie/enseig/seconde/imgsat/radiometre.html

3- La notion d'albédo :

Une approche simple de cette notion est disponible sur  :  http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1rc.html

4- Albédo et bilan radiatif terrestre : 

Le site visité lors du TP : www.educnet.education.fr/obter/appliped/climat/theme/climat10.htm 
Retrouvez les documents proposés comme documents de secours en cliquant sur "mécanismes" puis sur  "I-2 l'albédo".
Les autres pages de ce site méritent aussi une petite visite...

Pour des images plus récentes de l'albédo et du bilan radiatif terrestre (en hiver et en été) des images sont disponibles sur : http://www.discip.crdp.ac-caen.fr/svt/cgaulsvt/travaux/travmich/albedoweb/albbilan.htm
Je vous conseille de les récupérer et d'enrichir votre CR de TP avec. 

Sur la banque de schémas de SVT : Bilan radiatif


5- Le TP en vidéo

Ne possédant pas de radiomètre au Lycée, vous avez réalisé ce TP en bricolant avec le matériel disponible...
A voir sur YouTube : Expérience albédo