La disparition des mammouths laineux

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Atmosphère, hydrosphère, climats
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2016 | Académie : Asie


Asie • Juin 2016

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

La disparition des mammouths laineux


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Squelette et silhouette d’un mammouth laineux

Le mammouth laineux (Mammuthus primigenius) est une espèce fossile proche des éléphants actuels.

Il y a quelques dizaines de milliers d’années, il occupait encore une large partie de l’Eurasie et de l’Amérique du Nord. Mais, il y a environ 10 000 ans, presque toutes ses populations ont disparu.

D’après A. Hołda-Michalska, Geological Review, 2014

À l’aide de l’exploitation des documents proposés et de vos connaissances, montrez que la disparition des mammouths laineux pourrait avoir deux causes différentes.

document 1 Variation de l’insolation à 60° de latitude nord durant les derniers 45 000 ans

L’insolation correspond à la quantité d’énergie solaire (en watt) reçue par mètre carré de surface terrestre. Elle dépend largement des paramètres astronomiques de la planète.

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D’après G.M. MacDonald et al., Nature, 2012

document 2 Informations déduites de la composition isotopique des glaces

a. Relation entre le delta 18O de la glace du Groenland et la température moyenne de l’air dans cette région

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D’après J. Jouzel et al., Journal of Geophysical Research, 1994

b. Variation du delta 18O dans une carotte de glace du Groenland durant les derniers 45 000 ans

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document 3 Variation de la teneur en spores de végétaux du genre Sphagnum dans une tourbière d’Alaska

Les végétaux du genre Sphagnum, caractéristiques des tourbières, présentent la particularité de résister à des températures extrêmement faibles (jusqu’à - 50 °C). Toutefois, elles sont plus abondantes lors des périodes chaudes. Pour se reproduire, les Sphagnum produisent des spores.

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Selon les paléontologues, dans le passé, l’expansion des tourbières en Alaska s’est faite au détriment des plantes dont se nourrissaient les mammouths. Autrement dit, plus les tourbières occupaient d’espaces, et moins les mammouths disposaient de nourriture.

D’après G.M. MacDonald et al., Nature, 2012

document 4 Territoires occupés par les mammouths laineux et par les hommes préhistoriques à différentes périodes

Les fouilles archéologiques ont révélé qu’entre – 40 000 et – 10 000 ans, les populations humaines de ces régions chassaient le mammouth laineux.

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D’après G.M. MacDonald et al., Nature, 2012

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Les documents 1 et 2 fournissent des informations sur l’évolution du climat durant la période qui a précédé la disparition des mammouths en Sibérie et en Alaska.

Le document 3 renseigne sur l’évolution de la végétation durant cette même période. Cela indique qu’une première hypothèse est la responsabilité de facteurs environnementaux sur la disparition des mammouths. Il faut surtout veiller à exploiter les indices fournis pour proposer une succession logique des événements : réchauffement ayant entraîné une évolution de la végétation peu propice à l’alimentation des populations de mammouths.

Le document 4, centré sur les territoires occupés par les mammouths et les hommes, indique que la deuxième hypothèse explicative de la disparition des mammouths est la prédation exercée par les populations humaines. Il faut essayer d’établir des corrélations entre présence humaine et disparition des mammouths et, pour cela, les données relatives à l’Alaska sont les plus parlantes.

En conclusion, il faut souligner que les deux causes ne s’excluent pas et qu’elles ont probablement agi conjointement.

Mobiliser ses connaissances

La composition isotopique des glaces permet de retracer les évolutions climatiques.

Corrigé

Corrigé

Introduction

Le mammouth laineux est une espèce dont la disparition est relativement récente (environ 10 000 ans). À travers les documents proposés, nous allons rechercher si les causes de cette disparition sont d’origine climatique ou bien liées à l’action humaine.

I. Première hypothèse : une disparition d’origine climatique

Le document 1 indique que, de – 20 000 ans à – 10 000 ans, l’insolation dans la région voisine du 60° Nord a régulièrement augmenté. L’insolation est un facteur déterminant de la température au sol. Donc, de – 20 000 ans à – 10 000 ans, cette région a connu une période de réchauffement.

Le document 4 indique que, durant cette période, des mammouths laineux vivaient dans ces territoires. Ils ont donc été soumis à cette période de réchauffement.

Le document 2b permet d’établir qu’entre – 12 500 et – 10 000 ans, le delta isotopique des glaces du Groenland, à une latitude voisine des régions où vivaient les mammouths, est passé de – 43 à – 35 ‰.

D’après le document 2a, cette augmentation du delta isotopique traduit une augmentation de la température, qui est passée de – 43 °C à – 33 °C environ, soit un réchauffement d’au moins 10 degrés.

Donc, dans les deux ou trois milliers d’années qui ont précédé la disparition des mammouths laineux, il y a eu une augmentation importante de la température dans les régions nordiques.

Le document 3 montre, entre – 15 000 et – 12 500 ans, une augmentation (plusieurs centaines de fois) du nombre de spores de sphaignes. Cette augmentation témoigne du développement des tourbières, toujours abondantes en Alaska.

Les tourbières étant plus abondantes dans les périodes chaudes que dans les périodes froides (document 3), on peut penser que le réchauffement climatique entre – 12 500 et – 10 000 ans, mis en évidence précédemment (documents 1 et 2), a stabilisé l’extension importante des tourbières ayant eu lieu entre – 14 000 et – 12 500 ans.

Leur développement s’est fait au détriment des végétaux consommés par les mammouths laineux. Les sphaignes constituant une source alimentaire de faible qualité pour les mammouths, les populations disposaient d’une nourriture insuffisante par rapport à leurs besoins, ce qui a pu contribuer à leur extinction.

Le réchauffement est donc une cause possible de l’extinction des mammouths laineux.

II. Deuxième hypothèse : une disparition due aux humains (document 4)

De – 40 000 à – 15 000 ans, seuls les mammouths laineux vivaient en Alaska alors qu’en Sibérie les humains et les mammouths cohabitaient, ce qui rendait possible une prédation des mammouths par l’homme.

Entre – 15 000 et – 12 500 ans, des humains arrivent en Alaska et cohabitent étroitement avec les mammouths laineux.

Entre – 12 500 et – 10 000 ans, les mammouths laineux ont totalement disparu en Alaska alors qu’ils y étaient présents depuis environ 40 000 ans.

Cette corrélation entre l’arrivée des humains et la disparition des mammouths en Alaska est un argument en faveur de l’idée que les humains ont pu contribuer à la disparition des mammouths par la prédation.

Une confirmation est apportée par la disparition, entre – 12 500 et – 10 000 ans, de ces mammouths laineux en Sibérie continentale dans la région où ils étaient en contact avec des humains. Il y a – 10 000 ans, des mammouths laineux ne persistent plus que dans quelques îles sibériennes de l’océan Arctique, où la présence humaine a été faible ou nulle.

Conclusion

Le réchauffement climatique comme la prédation humaine avant – 10 000 ans ont pu contribuer à la disparition des mammouths laineux. Ces deux facteurs ont pu avoir une responsabilité conjointe dans cette disparition.