L’origine des variations de CO2 depuis 50 ans

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Atmosphère, hydrosphère, climats
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Inédit
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
L’origine des variations de CO2 depuis 50 ans

Atmosphère, hydrosphère, climat : du passé à l’avenir

Corrigé

42

Spécialité

svtT_1200_00_32C

Sujet inédit

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Document 1

Évolution de la teneur en CO2 de l’atmosphère à Hawaï

La teneur en CO2 est exprimée en ppmv (partie par million en volume) : 300 ppmv = 0,03 %.

a. De 1960 à 2005


b. De 2007 à 2012


Document 2

Masse de carbone rejetée sous forme de CO2 par combustion des énergies fossiles de 1960 à 2005

La masse est exprimée en gigatonnes : 1 GT = 109 tonnes.

On estime que 2,1 GT de carbone sous forme de CO2 entraînent une augmentation de 1 ppmv de la teneur en CO2 de l’atmosphère.

Il s’agit d’une courbe cumulative : par exemple, en 1970, 40 GT de CO2 avaient été libérées depuis 1960.


Document 3

Évolution du bilan carbone mondial de 1850 à 2008

Un petagramme (Pg) = 1015 grammes (g) = 109 tonnes (T) = une gigatonne (GT)


> À partir des informations extraites de l’analyse des documents 1, 2 et 3 mises en relation avec vos connaissances :

  • − caractérisez les variations globales et annuelles du CO2 durant les 50 dernières années et proposez une explication aux variations annuelles ;
  • − montrez que les rejets dus aux activités humaines ne se retrouvent pas totalement dans l’atmosphère et proposez une explication.

Comprendre le sujet

  • Il s’agit de montrer que l’augmentation de la teneur de l’atmosphère en CO2 est bien due aux activités humaines.
  • La comparaison des informations apportées par les documents 1 et 2 doit permettre de poser un problème que le document 3 aide à résoudre.

Mobiliser ses connaissances

  • L’effet de serre déterminé, notamment par la composition de l’atmosphère, est un facteur influençant le climat global.
  • L’étude de cette relation effet de serre – climat permet de proposer des hypothèses d’évolution du climat de la planète, en particulier en fonction des émissions de gaz à effet de serre (plus particulièrement de CO2), induites par l’activité humaine.
Corrigé

Exploitation du document 1

  • La teneur en CO2 de l’atmosphère est, depuis 50 ans, en augmentation régulière (document 1) : elle est passée de 320 ppmv en 1960 à 388 ppmv en 2010. Elle a donc augmenté de 68 ppmv en 50 ans.
  • Sur cette variation globale, se greffent des variations annuelles (document 1b) avec un maximum de la teneur en CO2 en fin d’hiver/début du printemps, et un minimum à la fin de l’automne.
  • Chaque année, dans l’hémisphère Nord, durant l’automne et l’hiver, les échanges gazeux de la photosynthèse sont plus faibles que ceux de la respiration : l’atmosphère s’enrichit en CO2.
  • En revanche, les échanges gazeux photosynthétiques sont nettement plus élevés que les échanges respiratoires au printemps et en été : l’atmosphère s’appauvrit en CO2.

Exploitation du document 2

  • Le rejet de carbone par les combustions dues aux activités humaines, en 45 ans, a été de 240 GT. Cela correspond à une augmentation de 240/2,1 de la teneur en CO2 de l’atmosphère exprimée en ppmv, soit une augmentation de 114 ppmv environ.
  • Or, le document 1a montre que, durant la même période, l’augmentation de la teneur en CO2 de l’atmosphère a été de 60 ppmv : une partie du CO2 rejeté ne se retrouve pas dans l’atmosphère.

Exploitation du document 3

  • À l’émission de CO2 par la combustion des combustibles fossiles, s’ajoute la déforestation, qui s’accompagne d’une libération de CO2.
  • Une partie de l’ensemble du CO2 rejeté par les « sources », se retrouve dans l’atmosphère, une autre partie dans les océans et la troisième dans la biosphère terrestre (la photosynthèse l’emportant globalement sur la respiration).

Synthèse

  • Les activités humaines rendent compte à elles seules de l’augmentation de la teneur en CO2 de l’atmosphère durant les 50 dernières années. Cependant, cette augmentation est inférieure à ce qu’elle devrait être si tout le CO2 produit restait dans l’atmosphère. Cela s’explique car une partie du CO2 rejeté est passée dans les eaux océaniques et une autre partie a été piégée dans les matières organiques de la biosphère continentale.
  • Océans et biosphères se comportent comme des « puits » qui contribuent à limiter l’augmentation de la teneur en CO2 de l’atmosphère, mais leur efficacité a tendance à faiblir durant ces dernières années.