Fiche de révision

Les climats extrêmes du passé

Contenu


L'étude des fossiles et des glaciers montre que la Terre a connu autrefois des climats très différents de l'actuel.

I La Terre « chaude » du Mésozoïque

Au Mésozoïque (notamment au Crétacé, de – 146 à – 66 Ma), la présence de charbon à proximité des pôles de l'époque, qui étaient dépourvus de glace, révèle un climat globalement plus chaud (d'environ 3 °C) qu'aujourd'hui.

Ceci s'explique principalement par la tectonique des plaques : le continent unique, la Pangée, commence à se fracturer dès le Permo-Trias. Le CO2 libéré par l'activité volcanique des dorsales s'accumule dans l'atmosphère, d'où le réchauffement ; par ailleurs, l'absence de reliefs à éroder limite sa consommation.

II Les grandes glaciations du Paléozoïque

La découverte de traces glaciaires sur de nombreux continents révèle l'existence d'une vaste glaciation au Permo-Carbonifère.

Au Carbonifère, les continents achèvent de se réunir pour former la Pangée. Les collisions continentales entraînent l'édification de la chaîne varisque. Son altération aurait entraîné une baisse importante de la teneur en CO2 de l'atmosphère.

Le Carbonifère voit aussi le développement de vastes forêts piégeant le CO2 atmosphérique. Le bois qui a sédimenté sur place sans être consommé est à l'origine des gisements de charbon (puits à CO2). L'arrêt de la formation des charbons à la fin du Carbonifère semble corréler avec le développement de champignons capables de dégrader totalement la lignine.

On explique ainsi la glaciation permo-carbonifère par la modification du cycle géochimique du carbone, liée à l'altération de la chaîne varisque et à la fossilisation importante de matière organique.

Doc La Terre lors de la glaciation du Carbonifère (– 300 Ma)

06464_C07_05

Méthode

Exploiter des équations chimiques pour modéliser le climat

Au Carbonifère se met en place la chaîne hercynienne, d'ampleur comparable à l'Himalaya actuel. Cette période est aussi celle d'une vaste glaciation.

Montrer que l'érosion de la chaîne hercynienne peut expliquer la glaciation permo-carbonifère.

Doc Quelques équilibres chimiques régissant l'altération et la précipitation

Dans les chaînes de montagnes, les affleurements présentent généralement davantage de roches magmatiques que dans les zones de plaine. Ces roches peuvent posséder des minéraux tels que des feldspaths ou des pyroxènes, qui s'altérent suivant les réactions suivantes :

Altération d'un feldspath calcique :

Altération d'un pyroxène calcique :

Les produits d'érosion (sous la forme d'ions solubles Ca2+ et HCO3 ) seront transportés jusqu'aux océans où ils seront mobilisés pour former de nouvelles roches calcaires, selon l'équation :

PB_Bac_06464_SVTT_gene_p000-000_C07_Groupe_Schema_2PB_Bac_06464_SVTT_gene_p000-000_C07_Groupe_Schema_3PB_Bac_06464_SVTT_gene_p000-000_C07_Groupe_Schema_4

Conseils

Étape 1 Repérer les interventions du CO2 et le nombre de moles impliquées.

Étape 2 Faire le bilan complet entre altération et précipitation.

Étape 3 Conclure en rappelant le rôle du CO2 dans l'effet de serre.

Solution

Étape 1 Il faut deux moles de CO2 pour altérer une mole de feldspath ou de pyroxène calciques. Cela libère deux moles d'HCO3 et une mole d'ion Ca2+, qui peuvent précipiter sous forme de calcite et libérer une mole de CO2.

Étape 2 Le bilan pour le CO2 de l'altération d'un feldspath calcique (1) ou d'un pyroxène calcique (2) puis de la précipitation des produits de l'érosion (3) consomme une mole de CO2 par mole de minéral altéré.

Étape 3 Ainsi l'altération des roches magmatiques, généralement exposées lors de la formation de reliefs, puis la précipitation des produits de l'érosion consomme du CO2 atmosphérique. La formation d'un relief comme l'orogenèse hercynienne peut donc conduire à une baisse de la concentration en CO2 atmosphérique, d'où une entrée en glaciation, le CO2 étant l'un des principaux gaz à effet de serre.

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