Atmosphère, hydrosphère, climat : du passé à l'avenir
Corrigé
43
Spécialité
svtT_1200_00_33C
Sujet inédit
Exercice 2 • 5 points
de référence
La grotte Cosquer aujourd'hui
En 1991, une grotte ornée de peintures rupestres est découverte dans les Calanques près de Marseille, au cap Morgiou. Elle est accessible par un tunnel long de 175 mètres, dont l'entrée est à – 36 mètres.
Cette grotte sous-marine abrite des dizaines d'œuvres peintes et gravées. Des datations montrent qu'elle a connu plusieurs phases d'occupation humaine. La dernière phase d'occupation (– 20 000 ans à – 7 000 ans) est riche en peintures et gravures d'animaux.
Données géologiques sous-marines
au large de Marseille
Sur les bords de mer se déposent des graviers, des galets, des coquillages de toutes sortes qui marquent la limite entre la mer et son littoral.
Au large des côtes de Marseille, on a pu repérer trois principales lignes de rivage fossiles ou paléorivages :
- PR50 (50 mètres de profondeur), daté de – 8 500 ans
- PR90 (90 mètres de profondeur), daté de – 11 700 ans
- PR100 (100 mètres de profondeur), daté de – 13 850 ans.
Le bord des canyons situés à 130 mètres de profondeur et qui débouche sur les grands fonds pourrait constituer un autre paléorivage daté de – 20 000 ans.
D'après J. Collina-Girard, 2002, www.cefeg.ac-aix-marseille.fr
Les variations du delta isotopique 18O/16O des tests de foraminifères benthiques
Le volume d'eau sur Terre, en considérant ses différentes formes est constant. Le delta isotopique de la glace est toujours négatif c'est-à-dire que, par rapport à l'eau de mer, l'eau de la glace contient moins de H218O que l'eau de mer. Lors de l'extension d'une calotte glaciaire, le volume de glace augmente, plus de H216O est piégé dans la glace. En conséquence, le rapport 18O/16O de l'eau de mer augmente.
Les tests des foraminifères, organismes unicellulaires, sont en calcaire (CaCO3). On peut déterminer le rapport 18O/16O des tests et calculer un delta isotopique. Ce delta suit fidèlement les variations du rapport 18O/16O de l'eau de mer. Comme pour tout delta, il faut une référence : celle-ci est le rapport 18O/16O d'une coquille d'un fossile, une bélemnite.
En réalisant des forages dans les sédiments océaniques, on a pu suivre pendant 140 000 ans les variations du delta isotopique des tests de foraminifères.
Comprendre le sujet
- La formulation de la question est relativement ambiguë. La réponse à la question pourrait se limiter à l'utilisation du document de référence, qui indique que l'entrée de la grotte était exondée de – 20 000 ans à – 7 000 ans, puis ensuite immergée. En réalité, ce qui est demandé est d'expliquer l'origine de l'élévation du niveau de la mer qui a rendu inaccessible l'entrée de la grotte.
- Les documents ne fournissent aucune indication précise sur le niveau de la mer il y a 7 000 ans. On peut simplement dire, grâce au document 1, que le niveau de la mer a continué à s'élever entre – 8 500 et le niveau actuel et que, sans doute, l'entrée de la grotte, située 14 mètres au-dessus du niveau de la mer il y a 85 000 ans, a été ennoyée vers 7 000 ans.
- Le document 2 est celui qui apporte le plus directement des informations sur l'évolution de la température de l'eau et donc sur le climat.
Mobiliser ses connaissances
- On considère que, pendant les 200 derniers millions d'années, le volume d'eau sous forme de glace, de liquide et de vapeur est constant.
- Une des principales causes des variations du niveau de la mer est la formation et la destruction des calottes polaires.
Exploitation du document 1
- Un paléorivage renseigne sur le niveau de la mer à une époque donnée par rapport au niveau actuel de la mer. Ainsi, il y a 13 850 ans, le niveau de la mer était 100 mètres plus bas que le niveau actuel.
- Les données sur les paléorivages, de – 20 000 ans à l'actuel, révèlent une élévation continue du niveau de la mer durant cette période. L'entrée de la grotte Cosquer étant située à – 36 mètres par rapport au niveau actuel, on peut dire qu'elle était accessible aux humains de – 20 000 ans à – 8 500 ans au moins. À cette dernière date, l'entrée était encore située à 14 mètres au-dessus du niveau de la mer (document de référence : entrée de la grotte – 36 m document 1 : PR 50 situé à – 50 m il y a 8 500 ans).
Exploitation du document 2
- Il y a 20 000 ans, le delta isotopique des tests de foraminifères était de 5 à partir de – 16 000 ans environ, ce delta isotopique a constamment diminué pour atteindre sa valeur actuelle, au voisinage de 3, il y a 3 000 ou 4 000 ans.
- D'après les informations fournies, cela indique un rapport 18O/16O plus élevé qu'actuellement dans l'eau de mer il y a 20 000 ans. Ce rapport élevé s'explique par un volume important des glaces, donc un climat très froid.
- La diminution du delta isotopique indique une diminution du volume des glaces donc un réchauffement du climat.
Synthèse
- Il y a 20 000 ans, le volume des glaces était très important. Comme le volume d'eau sur Terre est constant, cela signifie qu'il y avait moins d'eau dans les bassins océaniques. En conséquence, le niveau des mers était bas et la grotte Cosquer accessible à l'Homme.
- À partir de cette date, le réchauffement climatique révélé par le delta isotopique des foraminifères entraîne une fonte des glaces, et donc une élévation progressive du niveau marin jusqu'à interdire l'accès à la grotte il y a environ 7 000 ans.