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p. 1-6

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Jeu sérieux

Thème 1 : Science, climat et société

Introduction

Ch. 1
L'atmosphère terrestre et la vie

Ch. 2
La complexité du système climatique

Ch. 3
Le climat du futur

Ch. 4
Énergie, développement et futur climatique

Objectif Bac : Thème 1

Thème 2 : Le futur des énergies

Introduction

Testez le chapitre 100 % débloqué

Ch. 5
Deux siècles d’énergie électrique

Ch. 6
Les atouts de l’électricité

Ch. 7
Optimisation du transport de l’électricité

Ch. 8
Choix énergétiques et impacts

Objectif Bac : Thème 2

Thème 3 : Une histoire du vivant

Introduction

Ch. 9
La biodiversité et son évolution

Testez le chapitre 100 % débloqué

Ch. 10
L’évolution, une grille de lecture du monde

Ch. 11
L’évolution humaine

Ch. 12
Les modèles démographiques

Ch. 13
De l’informatique à l’intelligence artificielle

Objectif Bac : Thème 3

Livret maths

Fiches méthode

Annexes

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Chapitre 2

Exercices

Le coin des experts

Ressource affichée de l'autre côté.
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12
Variation passée du niveau marin

✔ Estimer la variation du volume de l'océan associée à une variation de température donnée

De nombreux indices permettent de reconstituer le rivage des côtes passées et donc d'estimer la variation du niveau des océans. Lors de la dernière glaciation, ou moment du maximum glaciaire, on estime que la température moyenne de surface était inférieure de 6 °C par rapport aux températures actuelles.

Doc.
Reconstitution de la variation du niveau marin depuis le dernier maximum glaciaire.

lelivrescolaire.fr

Source : Fleming (K.), et al., EPSL, 1998.

Données

Rayon de la Terre : 6371 km
Coefficient de dilatation thermique de l'eau :
$α_{e a u} = 2, 6 \times 1 0^{- 4}$ °C^-1

1. Proposer des hypothèses expliquant les variations du niveau marin.

2. Calculer l'ordre de grandeur de la variation du niveau marin par contraction thermique lors du dernier maximum glaciaire. Considérer que seuls les mille premiers mètres d'eau sont affectés. Comparer ce résultat aux données du document.

3. En considérant que les océans recouvrent 70 % de la surface du globe, calculer le volume d'eau piégé dans les glaces lors du dernier maximum glaciaire.

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13
Variation du dioxyde de carbone à l'échelle des temps géologiques

✔ Analyser les variations au cours du temps de certaines grandeurs

Version apprenti.

Comprendre le climat présent et modéliser le climat futur nécessite de mieux comprendre les climats du passé. Des études complexes ont permis d'estimer les concentrations atmosphériques en

CO_{2}

depuis 600 millions d'années.

Doc. 1
Variation des teneurs atmosphériques en $CO_{2}$ depuis 600 millions d'années.

lelivrescolaire.fr

Source : Planet-terre, ENS de Lyon.

RCO_{2}

est le rapport entre la teneur en

CO_{2}

à une période donnée et la valeur préindustrielle de 300 ppm. La zone colorée correspond aux incertitudes sur la valeur déterminée (Pangée : supercontinent du Carbonifère) contenant de nombreuses chaînes de montagne.

Doc. 2
Quelques réactions biogéochimiques du cycle du carbone.
Le carbone transite entre différents réservoirs présents sur Terre au moyen de réactions chimiques.

Réactions géochimiques : les roches continentales s'altèrent, notamment au contact de l'eau. Les silicates (minéraux des roches) réagissent ainsi :

CO_{2} + CaSiO_{3} ⇄ CaCO_{3} + SiO_{2}

CO_{2} + MgSiO_{3} ⇄ MgCO_{3} + SiO_{2}

CO_{2} + CaCO_{3} + H_{2} O ⇄ 2 HCO_{3}^{-} + Ca^{2 +}

Équations-bilan de réactions biologiques :

❯

C_{6} H_{12} O_{6} + O_{2} ⟶ 6 CO_{2} + 6 H_{2} O

❯

6 H_{2} O + 6 CO_{2} ⟶ 6 O_{2} + C_{6} H_{12} O_{6}

Déterminer les grandes tendances climatiques passées et proposer des explications aux variations des teneurs en dioxyde de carbone atmosphérique.

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C
Océan et réchauffement climatique

✔ Identifier les relations de causalité qui sous-tendent la dynamique d'un système

Version initiale

.

L'océan est un système complexe qui interagit avec les autres enveloppes terrestres. En plus des transferts d'énergie, des transferts de matière ont lieu entre les différents réservoirs terrestres.

Doc. 1
Variation du pH des océans et de la teneur en dioxyde de carbone atmosphérique.

lelivrescolaire.fr

Doc. 2
Proportion en $CO_{2}$ , $CO_{3}^{2 -}$ et $HCO_{3}^{-}$ en fonction du pH.

Lucchetti Aurélie, thèse, 2014.

Source : Lucchetti Aurélie, thèse, 2014.

Ressource complémentaire

Pour retrouver plus d'informations sur

l'acidification des océans.

Doc 1 et doc 2, Expliquer un rôle de l'océan sur le réchauffement climatique.

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D
Permafrost et climat

✔ Identifier les relations de causalité qui sous-tendent la dynamique d'un système

Version initiale

Doc. 1
Température du sol dans différents sites au sein du permafrost.

Pour chaque site, la température a été prise à une profondeur où elle est constante toute l'année.

lelivrescolaire.fr

Doc. 2
Métabolisme de quelques microorganismes vivant dans les sols.

Dans l'atmosphère, le méthane est assez rapidement converti en dioxyde de carbone.

Le réchauffement du permafrost entraîne le réveil des microorganismes qui consomment alors la matière organique du sol :

équation-bilan de la respiration cellulaire :

$C_{6} H_{12} O_{6} + 6 O_{2} ⟶ 6 CO_{2} + 6 H_{2} O$

la méthanogenèse aboutit à la production de méthane à partir de matière organique (chaque atome de carbone aboutit à la formation d'une molécule de méthane).

Doc. 3
Richesse en carbone dans les sols où le permafrost fond.

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Doc.
La fonte du permafrost.

Photo aérienne de toundra arctique montrant de nombreux lacs et une fumée industrielle au loin.

Roland Knauer/Alamy

Données

Masse molaire du carbone : $M (C) = 12$ g⋅mol^-1
Masse molaire de l'oxygène : $M (O) = 16$ g⋅mol^-1

Indiquer les conséquences pour le climat de la fonte du permafrost. Inclure dans les explications un calcul donnant l'ordre de grandeur des échanges entre les réservoirs de carbone concernés.

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Introduction

Ch. 1L'atmosphère terrestre et la vie

Ch. 2La complexité du système climatique

Ch. 3Le climat du futur

Ch. 4Énergie, développement et futur climatique

Objectif Bac : Thème 1

Introduction

Ch. 5Deux siècles d’énergie électrique

Ch. 6Les atouts de l’électricité

Ch. 7Optimisation du transport de l’électricité

Ch. 8Choix énergétiques et impacts

Objectif Bac : Thème 2

Introduction

Ch. 9La biodiversité et son évolution

Ch. 10L’évolution, une grille de lecture du monde

Ch. 11L’évolution humaine

Ch. 12Les modèles démographiques

Ch. 13De l’informatique à l’intelligence artificielle

Objectif Bac : Thème 3

Livret maths

Fiches méthode

Annexes

Le coin des experts

12 Variation passée du niveau marin

13Variation du dioxyde de carbone à l'échelle des temps géologiques

COcéan et réchauffement climatique

DPermafrost et climat

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L'atmosphère terrestre et la vie

Ch. 2
La complexité du système climatique

Ch. 3
Le climat du futur

Ch. 4
Énergie, développement et futur climatique

Ch. 5
Deux siècles d’énergie électrique

Ch. 6
Les atouts de l’électricité

Ch. 7
Optimisation du transport de l’électricité

Ch. 8
Choix énergétiques et impacts

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La biodiversité et son évolution

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L’évolution, une grille de lecture du monde

Ch. 11
L’évolution humaine

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Les modèles démographiques

Ch. 13
De l’informatique à l’intelligence artificielle

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Variation passée du niveau marin

13
Variation du dioxyde de carbone à l'échelle des temps géologiques

C
Océan et réchauffement climatique

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