Les événements d'Heinrich

Merci !

Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Atmosphère, hydrosphère, climats
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2015 | Académie : France métropolitaine


France métropolitaine • Septembre 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Les événements d’Heinrich

Les événements d’Heinrich sont caractérisés par l’apparition en domaine océanique profond de sédiments glaciaires grossiers. Ces événements se sont répétés entre – 60 000 et – 10 000 ans.

À partir des informations issues des documents et de vos connaissances, justifiez le scénario proposé par les scientifiques dans le document de référence.

DOCUMENT 
DE RÉFÉRENCE Les événements d’Heinrich

Les scientifiques ont construit la théorie suivante : les événements d’Heinrich correspondent à un réchauffement des zones nord-américaine et arctique. Ce réchauffement entraîne une débâcle dans le nord de l’Atlantique, c’est-à-dire la libération en mer d’un grand nombre d’icebergs par les glaciers alors présents au Canada. Ces icebergs, entraînés par les courants océaniques, provoquent un refroidissement général au niveau de l’Europe.

Événements d’Heinrich notés H

H1

H2

H3

H4

H5

Âge en années BP 
(avant le présent)

15 000

23 000

30 000

39 000

45 000

DOCUMENT 1 Évolution du Delta 18O dans les glaces de la station GIPS (Groenland) et courbe de référence

svtT_1509_07_02C_01

D’après P. M Grootes and M. Stuiver, Journal of Geophysical Research, 1997.

DOCUMENT 2 Débâcle d’icebergs

Lors de sa progression sur le socle, le glacier arrache et transporte des éléments rocheux grossiers (appelés IRD par Heinrich).

svtT_1509_07_02C_03

D’après E. Denoux, acces-lyon.fr

DOCUMENT 3 Diagramme ε néodyme en fonction du rapport 206Pb/204Pb pour les sédiments de H2 et des éléments issus de différentes zones continentales

Le diagramme donnant le ε néodyme (Nd) en fonction du rapport 206Pb/204Pb permet de distinguer des roches. Des roches issues d’un même magma originel auront des signatures proches dans ce diagramme.

svtT_1509_07_02C_04

D’après Benson et al., 2003.

DOCUMENT 4 Quantité relative de pollens dans des couches correspondant à des événements d’Heinrich

Des forages réalisés au large du Portugal donnent accès à des pollens continentaux fossilisés dans les couches correspondant aux événements d’Heinrich.

svtT_1509_07_02C_05

D’après acces.ens-lyon.fr.

DOCUMENT 5 Préférence écologique de différents types de végétations

Plantes présentes

Exigences de température

Chêne, noisetier, pin

Température moyenne

Chénopodiacés, armoises, graminées

Températures basse et moyenne

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Le sujet demande d’extraire des documents les informations permettant de valider le scénario des scientifiques sur les processus à l’origine du dépôt de sédiments glaciaires, loin des continents, sur les fonds océaniques profonds durant la dernière période glaciaire. Il faut de plus voir si les documents confirment une conséquence de ce scénario, à savoir le refroidissement de l’Europe. La première chose est de bien analyser le scénario proposé de façon à en relever les différents éléments. Il faut ensuite repérer le ou les documents en rapport avec chaque élément.

Point de départ : un réchauffement climatique en période glaciaire des zones nord-américaine et arctique. Il faut analyser le document 1 pour deux événements d’Heinrich indiqués dans le scénario.

Origine des sédiments glaciaires (analyse du document 3), débâcle d’icebergs, mode de transport des sédiments glaciaires depuis le Canada jusqu’aux fonds océaniques (analyse du document 2).

Refroidissement général au niveau de l’Europe (analyse des documents 4 et 5).

Deux des documents ont trait à des rapports isotopiques. Vous avez vu en classe l’intérêt du delta isotopique des glaces pour reconstituer les températures du passé, mais probablement pas celui relatif aux isotopes du néodyme et du plomb. Mais, à l’examen, les clés de lecture de ces données vous seront toujours fournies, et l’important est de bien saisir ce qu’elles apportent par rapport à la question à résoudre.

Mobiliser ses connaissances

La composition isotopique des glaces et d’autres indices (comme la palynologie) permettent de retracer l’évolution climatique des 800 000 dernières années.

Durant la dernière période glaciaire, il y a eu des variations brusques du climat.

Corrigé

Corrigé

Pour expliquer le dépôt de sédiments océaniques grossiers au cours de plusieurs épisodes de la dernière période glaciaire, les scientifiques ont imaginé un scénario proposant les points suivants :

initialement, un réchauffement climatique a touché les régions nord-­américaines et arctiques ;

en conséquence de ce réchauffement, une débâcle d’icebergs appartenant à la calotte glaciaire canadienne a favorisé le dépôt de sédiments depuis le Canada jusqu’au fond de l’océan Atlantique ;

la dérive des icebergs a entraîné un refroidissement de l’Europe.

Nous allons montrer en quoi les informations tirées des documents proposés sont en accord avec ce scénario.

I. Le réchauffement initial

Le document de référence situe deux événements d’Heinrich à – 15 000 et – 23 000 ans.

La première partie du document 1 indique que le delta 18O passe de – 42,7 à – 38,2 juste avant 23 000 ans et de – 41,2 à – 38,6 avant – 15 000 ans. Ainsi, peu avant les deux événements d’Heinrich, il y a eu une augmentation du delta 18O des glaces du Groenland.

La deuxième partie du document 1 se rapporte aux valeurs du delta 18O en fonction de la température au moment du dépôt de la neige et indique qu’une augmentation du delta 18O correspond à une augmentation de la température, donc à un réchauffement. La température au Groenland a augmenté de 7 °C il y a 23 000 ans et de 3 °C environ il y a 15 000 ans.

Les deux événements d’Heinrich considérés succèdent donc bien à un réchauffement climatique comme le suggère le scénario proposé.

II. L’origine des sédiments glaciaires

Le document 3 permet d’établir que les données isotopiques relatives aux roches actuelles prélevées sur les rives de la baie d’Hudson et à celles des sédiments de l’événement d’Heinrich H2 sont voisines alors qu’elles sont plus éloignées de celles des roches prélevées dans la baie de Cumberland. Qui plus est, cette concordance n’existe pas avec les sédiments non reliés à l’événement d’Heinrich H2.

Ces données permettent d’affirmer que les sédiments océaniques de l’événement d’Heinrich H2 proviennent de la baie d’Hudson qui était, il y a 23 000 ans, recouverte d’une calotte glaciaire. Cela confirme donc l’origine canadienne des sédiments caractérisant l’événement d’Heinrich H2.

III. Le transfert des sédiments

Le document 2 illustre la façon dont des débris de roches arrachés à une région couverte d’une calotte glaciaire peuvent former des dépôts au fond de l’Atlantique. Ce sont les icebergs détachés de la calotte qui transportent les sédiments grossiers (IRD) emprisonnés dans la glace. Leur fonte au cours de leur dérive vers le sud-est libère les sédiments, qui tombent au fond de l’océan.

IV. Les événements d’Heinrich et le refroidissement en Europe

Le document 4 indique que chaque événement d’Heinrich dure environ deux milliers d’années.

Durant chacun des événements H5, H4 et H3, des plantes dont le document 5 indique qu’elles préfèrent un climat froid (chénopodiacées, armoises, graminées) se développent au détriment de celles qui ont pour préférence écologique des températures moyennes.

Bilan

Les données extraites des documents viennent donc bien confirmer le scénario des scientifiques.

En effet, un événement d’Heinrich précédé d’un réchauffement initial des régions nord-américaines et arctique de durée brève a entraîné une baisse de la température au Sud et en particulier en Europe. Ce refroidissement de l’Europe est bien une conséquence de la débâcle d’icebergs.

Remarque : on pourrait penser que c’est la fonte des icebergs qui est directement à l’origine du refroidissement en Europe. En réalité, leur fonte modifie la circulation des courants océaniques et, en particulier, empêche la remontée des eaux chaudes du Gulf Stream vers l’Europe, d’où le refroidissement du continent.