bac S 2016 Amérique du sud

Partie 2.2: Enseignement de spécialité (5 points) Atmosphère, hydrosphère, climats: l'évolution climatique actuelle et Carbonifère

Selon les prévisions des climatologues, la hausse des températures moyennes globales pourrait se situer entre +2°C et +6°C d'ici 2100. L'étude des transferts de l'élément carbone sous ses différentes formes entre 4 grands réservoirs (atmosphère, biosphère, géosphère, hydrosphère) permet de comprendre ce changement climatique.

A partir de l'exploitation des documents mise en relation avec vos connaissances, expliquez l'origine du réchauffement climatique actuel en la reliant aux transferts de carbone ayant eu lieu au Carbonifère entre -360 et -299 Ma.

La réponse sera accompagnée d'un schéma de synthèse montrant les transferts de carbone entre les différents réservoirs au Carbonifère ainsi que les transferts de carbone à la période actuelle.
On se limitera aux réservoirs suivants : atmosphère, biosphère et géosphère.

document 1: données concernant le taux de C02 de l'atmosphère

document 1a: variations de la quantité de C02 atmosphérique depuis 600 millions d'années

Cette courbe est issue du modèle de Berner qui s'appuie sur des modélisations numériques du système climatique terrestre et des méthodes indirectes dont celle de l'indice stomatique des feuilles fossiles de plantes vasculaires.

d'après R.A. Berner. 2003. Nature.


document 1b: évolution de la concentration atmosphérique en C02 entre l'an 500 et 2015

d'après NOAA.


document 2: évolution de la température de surface moyenne de la Terre entre l'an 500 et 2008

L'anomalie de température est calculée par rapport à la moyenne des températures entre 1961 et 1990.

document 3 : roches du Carbonifère et piégeage du carbone

document 3a : le piégeage du carbone organique depuis 600 millions d'années


d'après R. A. Berner et D.E. Canfield. 1989. American Journal of Science.


document 3b : végétation fossile du Carbonifère


Fossile de fougère daté du Carbonifère et retrouvé dans un gisement de charbon
d'après Wikimedia
Au Carbonifère (de -360 à -295 Ma), une végétation luxuriante se développe dans les zones tropicales. A cette époque, apparait une molécule organique constitutive de la paroi des cellules végétales: la lignine.

Cette substance végétale n'a pas, à cette époque, de décomposeurs efficaces. Les champignons qui sont actuellement les principaux acteurs de sa dégradation, ne semblent apparaitre qu'il y a environ 250 millions d'années.

document 4 : réactions d'oxydation (1) et de réduction (2) du carbone

CH20 (matière organique) + 02  
1


2
C02 +   H20

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