Annale corrigée Pratique du raisonnement scientifique 1

Le climat de l'Ordovicien

Exercice 2

Le climat de l'Ordovicien

1 h 20

9 points

Intérêt du sujet • Ce sujet s'intéresse au climat de l'Ordovicien, il y a plus de 400 Ma. Il permet de s'assurer de la compréhension de documents types (δ18O, traces sédimentaires, équations chimiques).

 

Pour mieux comprendre l'évolution du climat mondial, les géologues étudient les climats passés. Ils s'intéressent par exemple à une période particulière de l'histoire de la Terre, l'Ordovicien, durant laquelle le taux de CO2 dans l'atmosphère était près de 15 fois plus élevé qu'aujourd'hui. Un vaste programme de recherche a ainsi permis de reconstituer le climat de la Terre entre –460 et –440 Ma.

Grâce à l'exploitation des documents et de vos connaissances, déterminez le climat global à la fin de l'Ordovicien et identifiez certains phénomènes ayant participé à son installation.

Document 1Dynamique des continents à la fin de l'Ordovicien

À l'Ordovicien, on a retrouvé des traces d'une forte activité de dorsale océanique, mais presque pas de collision (hormis celle ayant engendré la chaîne taconienne, dans l'est des États-Unis, dont les Appalaches sont un vestige). L'étoile bleue localise le Sahara, l'étoile verte situe l'Écosse et l'étoile rouge New York.

svtT_2000_00_20C_01

Document 2δ18O et température de l'eau de mer

À gauche : lien entre δ18O des foraminifères et température de l'eau de mer.

À droite : évolution du δ18O au cours du temps, mesurée dans les coquilles des foraminifères marins.

svtT_2000_00_20C_02

Document 3Indices glaciaires de la fin de l'Ordovicien trouvés au Sahara

Galets facettés et striés du site de Hodh.

 Roches moutonnées et moraines.

Trace d'un puissant torrent.

Roches striées.

svtT_2000_00_20C_03

Document 4Formation de traces glaciaires

svtT_2000_00_20C_04

À l'avant d'un glacier, de violents torrents charrient des blocs de glace qui entaillent le paysage sur de longues distances. Des moraines composées de galets striés, polis ou facettés se déposent au front du glacier. Les roches du substratum sont abrasées, polies ou striées par le raclage de galets coincés sous le glacier.

Document 5Extension probable de la calotte polaire à l'Ordovicien

Une équipe de chercheurs a étudié la répartition d'un groupe de microfossiles marins aujourd'hui disparus, les chitinozoaires, afin d'estimer l'extension de la calotte polaire.

svtT_2000_00_20C_05

Document 6Caractéristiques des surfaces naturelles

Des végétaux commencent à coloniser les continents au cours de l'Ordovicien et du Dévonien. Les premières flores diversifiées de l'Ordovicien et du Dévonien ont été décrites en Amérique du Nord (New York) et en Écosse. Ces premières forêts, vraisemblablement peu étendues, seront balayées par l'extinction massive de la fin de l'Ordovicien. Le tableau suivant rappelle l'albédo de quelques surfaces de notre planète.

Tableau de 6 lignes, 2 colonnes ;Tetière de 1 lignes ;Ligne 1 : Surfaces planétaires;Albédo (en %);Corps du tableau de 5 lignes ;Ligne 1 : Océan; 5 à 15; Ligne 2 : Sable sec / sol nu; 25 à 45; Ligne 3 : Forêt; 10 à 20; Ligne 4 : Neige fraîche; 75 à 95; Ligne 5 : Glace; 40 à 70;
 

Les clés du sujet

Étape 1. Comprendre le sujet

Identifiez les deux consignes : reconstituez le climat de la fin de l'Ordovicien et identifiez certains des phénomènes qui en sont responsables.

Étape 2. Exploiter les documents

Après avoir lu les documents, indiquez au brouillon les connaissances en lien avec le sujet qu'il faudrait utiliser : l'albédo et son influence sur le climat, ce que mesure le δ18O et le lien avec la température.

Au brouillon, relevez les informations des documents, mettez-les en relation entre elles et avec vos connaissances.

Étape 3. Construire la réponse

Rédigez la réponse en rappelant systématiquement les numéros des documents lors de leur utilisation. Faites un paragraphe pour chaque idée principale et séparez le tout en deux parties.

Introduction

Le climat de l'Ordovicien pourrait aider à comprendre le climat actuel. En effet, à cette époque comme aujourd'hui, l'atmosphère était riche en CO2. Nous verrons quel climat régnait alors et comment il s'est mis en place.

I. Le climat à la fin de l'Ordovicien

D'après le document 2, le δ18O des sédiments marins de l'Ordovicien passe de –3 ‰ à +2 ‰, indiquant que les températures de l'eau de mer ont baissé de près de 20 °C : la fin de l'Ordovicien est une période particulièrement froide.

Le conseil de méthode

L'étude de documents doit établir des liens avec les connaissances. On rappelle ici le lien entre le δ18O des sédiments et la température.

Au Sahara, on trouve de nombreux indices de la présence d'une calotte glaciaire (doc. 3 et 4) : galets facettés et striés semblables à ceux des moraines des glaciers actuels, stries glaciaires et roches moutonnées, entailles profondes dans le paysage ressemblant à celles laissées par les torrents glaciaires.

Le Sahara était alors près du pôle Sud (doc. 1), donc la présence de glaces à cet endroit n'est pas surprenante et cela indique que le climat était au moins aussi froid qu'aujourd'hui.

D'après le document 5, le front polaire lors de l'Ordovicien est situé entre 35 et 30° de latitude sud contre 45°aujourd'hui. Il faisait donc beaucoup plus froid qu'aujourd'hui ; la calotte glaciaire de l'Ordovicien devait s'étendre jusqu'aux tropiques.

à noter

Il n'y a pas toujours eu de calotte glaciaire aux pôles.

Au Mésozoïque, les continents situés près des pôles avaient un climat quasi tempéré.

L'Ordovicien était une période plus froide que l'actuelle, bien que l'atmosphère fût alors 15 fois plus riche en CO2. Comment un climat aussi froid a-t-il pu se mettre en place malgré un effet de serre plus élevé ?

II. L'installation du climat froid de l'Ordovicien

Sur le document 1, on voit que la plupart des continents sont regroupés à proximité du pôle Sud. Ceci aurait pu, comme pour l'Antarctique actuel, les isoler climatiquement et entraîner leur englacement.

On sait que cette époque est caractérisée par une importante activité de dorsale, qui libère beaucoup de CO2 dans l'atmosphère. À l'inverse, le ­stockage de CO2 qui pourrait résulter de l'érosion (peu de reliefs à éroder) ou de la photosynthèse (doc. 6) était peu actif. Ceci expliquerait la teneur élevée en CO2 de l'atmosphère.

L'albédo des surfaces englacées ou enneigées est beaucoup plus élevé que les surfaces continentales nues ou recouvertes de forêts (doc. 6). Ainsi, l'englacement amorcé par la position polaire des continents a pu rapidement s'accélérer en raison d'une rétroaction positive, la température mondiale diminuer, favorisant en retour l'englacement, etc.

Le conseil de méthode

Rappelez ici ce que représente l'albédo et son lien avec la température.

Conclusion

Une teneur élevée en CO2 atmosphérique n'entraîne donc pas toujours un climat chaud. La position des continents peut contrebalancer l'effet de serre et favoriser un refroidissement, comme cela semble avoir été le cas à la fin de l'Ordovicien.

Accéder à tous les contenus
dès 6,79€/mois

  • Les dernières annales corrigées et expliquées
  • Des fiches de cours et cours vidéo/audio
  • Des conseils et méthodes pour réussir ses examens
  • Pas de publicités
S'abonner