reconstituer l'évolution climat

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Nous avons pu quantifier précisément cette évolution concernant le nombre de degrés Celsius, obtenir l’évolution de la concentration en gaz à effet de serre dans l’atmosphère pour déterminer le rôle qu’ils ont pu jouer dans l’évolution climatique passée, mais aussi évaluer les mécanismes naturels capables de changer cette concentration atmosphérique. Jusqu’à quelle période ces prélèvements permettent-ils de remonter ?&nbsp; Grâce à un forage européen conduit entre 1996 et 2004 au cœur du continent antarctique, nous avons pu atteindre 3 270 mètres de profondeur dans le glacier et remonter à la surface de la glace formée il y a 800 000 ans ! C’est la plus vieille glace forée à ce jour. Elle permet de reconstituer l’évolution climatique et la composition de l’atmosphère sur huit cycles climatiques glaciaire-interglaciaires. En 1990, vous avez été l’un des premiers chercheurs à avoir démontré le lien entre la concentration de gaz à effet de serre dans les glaces de l’Antarctique et le climat de la planète. Pouvez-vous revenir sur ces travaux ?

Questions sur l'activité 3

1) Définissez une ère glaciaire ainsi que les périodes glaciaires et interglaciaires. 2) Comment les glaces permettent-elles de reconstituer les variations climatiques du passé&nbsp;? 3) Pourquoi parle-t-on de «&nbsp;réchauffement médiéval&nbsp;» et de «&nbsp;petit âge glaciaire&nbsp;»&nbsp;? 4) Qu'est-ce que le Würm? Bilan du cahier:&nbsp;Rédigez une réponse au problème de départ à savoir "Comment reconstituer les climats du passé?"

(Source: Pixabay.com)

Lexique: Période glaciaire et Période interglaciaire

Les périodes glaciaires sont des&nbsp;ères géologiques&nbsp;qui ont été marquées par un abaissement des températures dans l'hémisphère Nord, où la&nbsp;couverture continentale&nbsp;est dominante, ce qui a provoqué une expansion des&nbsp;glaciers&nbsp;aux hautes&nbsp;latitudes. Quatre périodes glaciaires se sont succédé durant ces 600.000 dernières années. Séparées par des périodes interglaciaires, elles portent les noms de Günz, Mindel, Riss et Würm. Celle-ci s'est achevée voici 11.600 ans. Interglaciaire: Qui sépare deux glaciations et est caractérisé par la disparition ou le recul considérable des glaciers, en rapport avec un réchauffement du climat.

Les données scientifiques issues des carottes de glace forées dans les glaciers ont largement contribué à la connaissance universelle par la compréhension de notre climat et de notre environnement et apportent des données objectives qui alimentent les prises de décisions pour&nbsp;la pérennité de l’humanité. Elles permettent notamment à la communauté internationale, via le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) de poser le contexte physique planétaire guidant les politiques de transition à mettre en œuvre pour limiter le réchauffement climatique. Convaincus que cet inestimable patrimoine doit être sauvegardé sans plus attendre, des scientifiques de plusieurs nations ont décidé de collecter des échantillons des glaciers en danger (carottes de glaces) afin que les chercheurs des générations futures puissent bénéficier d’une matière première de qualité et continuer à contribuer à la science environnementale et climatique, cruciale pour l’avenir de l’humanité.

(Source: https://www.ice-memory.org/)

Pour aller plus loin: Le projet Ice-Memory

Ice Memory fédère la communauté scientifique et institutionnelle internationale afin de créer en Antarctique un sanctuaire destiné à conserver le patrimoine de carottes de glace, issues de glaciers actuellement menacés de dégradation ou de disparition.

ACTIVITE 1:&nbsp;&nbsp;La dendroclimatologie.

Document 1 :&nbsp;&nbsp;Méthode des cernes pour connaître le climat passé.

En grec dendron désigne l’arbre, khrônos le temps et logos la science&nbsp;: c’est donc en toute logique que la dendrochronologie permet de remonter le temps en analysant les cernes&nbsp;&nbsp;du bois. Le principe de base est simple : les arbres produisent un cerne de croissance par an, dont la largeur varie essentiellement en fonction du climat. Ces cernes sont facilement visualisables sur les souches sous la forme d’anneaux concentriques. En les comptant et en les analysant, on peut établir, pour chaque espèce d’arbre et par région, un catalogue de référence permettant de remonter le temps de nos jours jusqu’à la préhistoire. En effet, pour grandir, les arbres ont besoin de chaleur, de lumière et d’humidité. Après une phase de repos pendant les froids hivernaux, ils recommencent à pousser lorsque les jours se réchauffent au printemps.

(Source: texte modifié de http://www.savoirs.essonne.fr/thematiques/le-patrimoine/archeologie/dendrochronologie-les-arbres-nous-parlent/)

Tableaux simplifiés des principaux types de pollen, de quelques espèces et de leurs caractéristiques écologiques.

Source: IGEN/DGSESCO (c) Ministère de l'Education Nationale - juillet 2007

Question sur l'activité 1

Expliquez&nbsp;comment l’analyse des cernes des arbres permet de reconstituer le climat du passé.

Question sur l'activité 2

Expliquez comment les pollens peuvent permettre de reconstituer les variations climatiques du passé.

Indice: Pour ceux qui ont du mal à répondre à la question.

<a href="https://www.youtube.com/watch?v=pF_KABzgkQ0">La Matinale d'Europe 1: Le pollen nous permet de retracer l’histoire du changement du climatique.</a>

(Source: Chaine Europe 1 sur Youtube)

Parcours Avenir: Palynologue

(Source: Inrap)

Nos travaux ont permis de montrer que près de la moitié de l’amplitude du réchauffement naturel associé à une transition glaciaire-interglaciaire est attribuable à l’évolution concomitante des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. L’autre moitié est due à des modifications de l’albédo terrestre (la quantité d’énergie solaire réfléchie par la surface), à cause de la disparition progressive d’immenses glaciers et d’une réduction du couvert neigeux dans l’hémisphère nord, mais aussi d’une diminution de la concentration en poussières d’origine continentale dans l’atmosphère. Sans l’effet de serre, il n’y aurait pas de vie sur Terre. On est donc très heureux qu’il existe. En revanche, on se réjouit beaucoup moins de l’accroître à la vitesse à laquelle l’homme le fait aujourd’hui, en rajoutant des gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Le gros du débat aujourd’hui porte sur l’amplitude du réchauffement qui résultera de cet accroissement de leurs concentrations.

(Source : article&nbsp;Climat : un glaciologue grenoblois sonne l'alarme | Place Gre'net)

Ces rondelles découpées dans un tronc ont toutes les deux 13 cm de large. Celle de gauche provient d’un mélèze, qui a poussé à la limite forestière septentrionale en Sibérie, et qui a eu besoin de 277 ans pour atteindre ce diamètre. Le Douglas de la région de Zurich (à droite) a poussé sur un sol bien meilleur, dans un climat beaucoup plus favorable. C’est pourquoi il ne lui a fallu que 10 ans pour atteindre le diamètre du mélèze sibérien.

(Source: https://www.wsl-junior.ch/fr/la-foret/cernes-et-croissance-des-arbres/comment-peut-on-determiner-le-climat-dautrefois-en-examinant-les-arbres.html)

De ce fait, chaque année, entre avril et septembre,&nbsp;les arbres des régions tempérées vont produire un cerne de croissance. Celui-ci est constitué d’une partie généralement plus claire, le bois de printemps ou bois initial, et d’une partie plus foncée : le bois d’été ou bois final. Après avoir abattu un arbre, il est donc possible de compter ses cernes sur la souche, et d’affecter chaque anneau à une année. Les scientifiques - que l’on appelle "dendrochronologues" peuvent également effectuer un carottage fin dans le tronc, pour éviter de devoir abattre l’arbre. Les bonnes années, lorsque l’arbre reçoit assez de lumière et d’humidité, il grandit beaucoup, et le cerne est large. Si l’eau vient à manquer, ou qu'il fait trop chaud, l’arbre ne peut pas croître correctement, et son cerne sera étroit.

(Source: https://pixabay.com/)

Remarque: Les couleurs de ces photos ne sont pas de bons indicateurs de l'espèce, considérer surtout les caractéristiques morphologiques.

Activité 4

Bilan du cahier:&nbsp;Rédigez une réponse au problème de départ à savoir "Comment reconstituer les climats du passé?"

ACTIVITE 2:&nbsp;&nbsp;Palynologie et climat.

Les plantes se reproduisent en disséminant des pollens (plantes à fleurs) ou des spores (champignons, mousses, fougères…) caractéristiques de chaque espèce végétale. Lors de la pollinisation, pollens et spores sont transportés par le vent qui peut les disperser sur des milliers de kilomètres, les animaux (insectes, mammifères…) et l’eau (ruissellement…). L’essentiel de la pluie pollinique retombant au sol est constituée de pollens et spores de provenance locale mais aussi régionale. Ces pollens minuscules (de 5 à 200 microns) sont protégés par une enveloppe externe que seul l’oxygène parvient à attaquer. À l’abri de l’air, dans un milieu acide et humide (tourbière, marécage, lac…), le pollen peut se fossiliser et se conserver des centaines de milliers d’années. En collaboration avec le géologue et l’archéologue, les prélèvements se font par carottage, en milieu humide, ou sur coupe, sur la paroi d’une tranchée archéologique. Le palynologue réalise un échantillonnage selon un « maillage » (épaisseur) variable et en tenant compte de la nature des sédiments.

En 1965, Claude Lorius, glaciologue français en expédition dans le grand Nord, a une idée brillante. Il voit des bulles d’air s’échapper des glaçons en train de fondre dans son verre. Ces glaçons proviennent de la banquise, il réalise alors que ces bulles d’air correspondent à l’atmosphère qu’avait la Terre au moment de leur formation&nbsp;! Depuis les glaciologues récupèrent des carottes de glace et analysent les bulles d’air emprisonnées dedans pour étudier la composition de l’atmosphère du passé.

(Source: Lorius Claude, CC BY-SA 3.0 &lt;https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0&gt;, via Wikimedia Commons)

ACTIVITE 3:&nbsp;&nbsp;Les carottes de glace.

Interview de Jérôme Chappellaz, directeur de recherche CNRS au LGGE Grenoble Vous étudiez depuis 25 ans l’histoire du climat grâce à des prélèvements de carottes de glace en Antarctique et au Groenland. Que nous apprennent ces relevés ? «&nbsp;Les carottes de glace représentent de fantastiques livres naturels, chaque page étant représentée par une année d’accumulation neigeuse à la surface du glacier. Bien qu’il s’agisse d’eau particulièrement pure, notre travail consiste à analyser les infimes traces d’impuretés présentes à l’intérieur. Parmi elles, le contenu des petites bulles d’air formées quand la neige se transforme en glace.&nbsp;La proportion d’atomes lourds de l’hydrogène et de l’oxygène dans la glace nous informe aussi très directement sur la température qui régnait en surface lorsque la neige s’est déposée.&nbsp;Grâce à nos analyses, nous avons pu reconstituer en grand détail l’évolution du climat en Antarctique et au Groenland sur plusieurs dizaines à centaines de milliers d’années.

Visioconférence sur la reconstitution des climats du passé

Au laboratoire, les échantillons sont soumis à une série de traitements mécaniques et chimiques, afin de détruire les restes végétaux (racines, feuilles…) et les éléments minéraux (argile, sable…) et ainsi extraire les pollens et les spores fossilisés. Le culot (ce qui reste après traitement) est alors examiné au microscope.

Comment reconstituer l’évolution du climat passé&nbsp;?

Du côté du laboratoire Cycle 4

Sandrine Esquirol - Paquerot Académie de Dijon

Tara &amp; Le microscope

(Source: https://oceans.taraexpeditions.org/coulissesdelabo/)

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