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Sciences, climat et société
Ch. 1
L’atmosphère terrestre et la vie
Ch. 2
La complexité du système climatique
Ch. 3
Le climat du futur
Se préparer à l'évaluation - Thème 1
Le futur des énergies
Ch. 4
Deux siècles d’énergie électrique
Ch. 5
Conversion et transport de l’énergie électrique
Ch. 6
Énergie, développement et futur climatique
Se préparer à l'évaluation - Thème 2
Une histoire du vivant
Ch. 7
La biodiversité et son évolution
Ch. 8
L’évolution comme grille de lecture du monde
Ch. 9
L’évolution humaine
Ch. 10
Les modèles démographiques
Ch. 11
De l’informatique à l’intelligence artificielle
Se préparer à l'évaluation - Thème 3
Livret maths
Fiches méthode
Esprit critique et scientifique
Améliorer ses compétences
Fiches histoire
Annexes
Ch. 1
Exercices
Le coin des experts
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18Ozone stratosphérique et chlorofluorocarbures
✔ Mettre en relation la production de dioxygène (O2) dans l'atmosphère avec des indices géologiques
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Les chlorofluorocarbures, ou CFC, sont des gaz qui ont longtemps été utilisés dans des récipients sous pression
(systèmes réfrigérants, mousses isolantes, etc.). Ils sont parfaitement inoffensifs pour les êtres vivants terrestres,
mais ont pourtant été interdits par le protocole de Montréal en 1987.
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Doc. 1Schéma simplifié de l'action des CFC sur l'ozone stratosphérique
Schéma animé
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Schéma statique
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Doc. 2Évolution de la couche d'ozone au pôle Sud entre septembre 1979 et 2022
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Questions
1. Résumer en une phrase l'action des CFC sur les molécules d'ozone.
2. Expliquer, à partir des informations apportées par les documents et de vos connaissances, en quoi les CFC
représentent un danger pour la vie sur Terre.
3. Expliquer les conséquences du protocole de Montréal sachant que les CFC ont une durée de vie de 25 à 400 ans.
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19Expériences de Miller et de Birkeland : des modélisations physiques historiques
✔ Analyser des données en lien avec l'évolution de la composition de l'atmosphère
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Des modélisations en laboratoire sont souvent réalisées pour étudier les phénomènes physiques et géologiques.
En 1953, Stanley Miller essaie de reconstituer les conditions supposées avoir abouti à l'apparition de la vie sur Terre.
Il utilise pour cela un système composé de ballons remplis de gaz et d'un ballon contenant de l'eau. L'apport d'énergie
se fait par des arcs électriques.
En 1895, Kristian Birkeland réalise une expérience à l'aide d'une Terrella dans le but de comprendre la formation des aurores boréales. Une Terrella est un dispositif expérimental qui permet d'étudier les propriétés électromagnétiques de la Terre. Constitué d'une boule aimantée (avec un pôle nord et un pôle sud) placée dans une chambre à vide, ce système est soumis à un champ magnétique.
En 1895, Kristian Birkeland réalise une expérience à l'aide d'une Terrella dans le but de comprendre la formation des aurores boréales. Une Terrella est un dispositif expérimental qui permet d'étudier les propriétés électromagnétiques de la Terre. Constitué d'une boule aimantée (avec un pôle nord et un pôle sud) placée dans une chambre à vide, ce système est soumis à un champ magnétique.
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Doc. 1Schéma simplifié de l'expérience de Miller de 1953
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Doc. 2Expérience avec une Terrella
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Doc. 3Aurore boréale
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Doc. 4Schéma de la formation des aurores polaires
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Questions
1. Identifier à quoi peut correspondre, sur Terre, chacun des trois termes surlignés en jaune dans le Doc. 1.
2. Proposer une interprétation de l'expérience de Miller à partir des résultats obtenus.
3. Expliquer comment une Terrella permet de modéliser la formation des aurores boréales.
4. Justifier le rôle fondamental du champ magnétique terrestre.
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20Le mystérieux nostoc
✔ Suivre l'évolution de la teneur atmosphérique en dioxygène au cours des temps géologiques et la relier à l'évolution de la biodiversité
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Le nostoc est un genre de cyanobactérie que l'on retrouve sur certains chemins ou sur certains rochers. Son aspect
gélatineux est lié à son hydratation, notamment au petit matin, d'où son appellation plus commune de « crachat de
lune ». Il est ici utilisé comme exemple pour comprendre la formation des stromatolites.
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Doc. 1Photographie (à gauche) et observation au microscope optique (à droite) d'un nostoc
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Doc. 2Résultats d'une chromatographie effectuée à partir de
cyanobactéries nostoc (gauche) et d'euglènes (à droite)
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Doc. 3Observation au microscope électronique à balayage de
cristaux de calcite CaCO3
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On observe la formation de tels cristaux dans une solution de nostoc mise en culture avec des ions \mathrm{HCO}_3^{-} et des ions \mathrm{Ca}^{2+}.
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Doc. 4Équation chimique de la précipitation des carbonates
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La double flèche indique que la réaction peut se faire dans les deux sens.
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Questions
1. Comparer les pigments présents dans les deux
chromatographies. En déduire le métabolisme des
cyanobactéries nostoc.
2. Proposer une hypothèse pour expliquer l'origine des
cristaux observés sur la préparation microscopique.
3. Expliquer en quoi les cyanobactéries nostoc sont
de bons modèles pour comprendre la formation des
stromatolites.
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Exercice numériqueComparaison des atmosphères des planètes telluriques
✔ Analyser des données en lien avec l'évolution de la composition de l'atmosphère
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Vénus et la Terre sont deux planètes telluriques du système
solaire qui présentent à leur surface une atmosphère
différente.
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Doc. 1Composition de l'atmosphère de Vénus
| Gaz | Proportion (%) |
|---|---|
| Dioxyde de carbone CO2 |
96,5
|
| Diazote N2 |
3,5
|
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Doc. 2Vue globale de la surface de Vénus
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1. Comparer les atmosphères de Vénus et de la Terre.
2. Calculer la masse de chaque gaz (\text{CO}_2 et \text{N}_2) sachant que la masse de l'atmosphère de Vénus est évaluée à 4{,}8 \times 10^{20} kg.
3. Indiquer les éléments que les scientifiques doivent prendre en compte pour l'observation de la surface de Vénus et l'envoi de sondes.
4. Vénus est la planète la plus chaude du Système solaire. Expliquer pourquoi.
2. Calculer la masse de chaque gaz (\text{CO}_2 et \text{N}_2) sachant que la masse de l'atmosphère de Vénus est évaluée à 4{,}8 \times 10^{20} kg.
3. Indiquer les éléments que les scientifiques doivent prendre en compte pour l'observation de la surface de Vénus et l'envoi de sondes.
4. Vénus est la planète la plus chaude du Système solaire. Expliquer pourquoi.
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