Comment reconstituer l’évolution du climat passé ?

Du côté du laboratoire
Cycle 4

Sandrine Esquirol - Paquerot
Académie de Dijon

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Tara & Le microscope

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

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ACTIVITE 1:  La dendroclimatologie.

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

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En grec dendron désigne l’arbre, khrônos le temps et logos la science : c’est donc en toute logique que la dendrochronologie permet de remonter le temps en analysant les cernes  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.

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

De ce fait, chaque année, entre avril et septembre, 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: texte modifié de http://www.savoirs.essonne.fr/thematiques/le-patrimoine/archeologie/dendrochronologie-les-arbres-nous-parlent/)

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

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)

Question sur l'activité 1

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

(Source: Pixabay.com)

ACTIVITE 2:  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.

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.

(Source: Inrap)