Fiche de révision : Géosystèmes et dynamiques terrestres

📋 Plan du Cours

1. Écoumène et approches géographiques
2. Systèmes et géosystème
3. Terre et repères astronomiques
4. Ensoleillement et bilan radiatif
5. Atmosphère et circulation générale
6. Biosphère et fonctionnement végétal
7. Répartition et dynamiques végétales
8. Temporalités des changements globaux
9. Changements climatiques récents

📖 1. Écoumène et approches géographiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Écoumène : Ensemble des espaces terrestres habités par l’humanité ; pour les Grecs, il correspondait au monde connu.
• Géocentrisme : Idée que la Terre se trouve au centre du monde.

★ À maîtriser

• La géographie physique étudie notamment la biologie, l’hydrologie et la climatologie, tandis que la géographie pose aussi des questions sur la localisation, les différences entre lieux et leurs causes.

Compléments

• L’extension de l’écoumène varie avec les connaissances géographiques : lorsque celles-ci s’accroissent, le monde connu représenté s’étend.

💡 Astuce mémo

L’écoumène désigne les espaces habités ; la géographie physique étudie aussi les phénomènes qui les dépassent.

📖 2. Systèmes et géosystème

🔑 Notions clés & Définitions

• Écosystème : Ensemble d’interactions entre les êtres vivants et leur milieu de vie.
• Géosystème : G.BERTRAND - Système géographique conceptualisé par G. Bertrand en 1972, qui relie notamment faune, climat, végétation, humanité, relief, eaux et sol.

★ À maîtriser

📌 Dans un écosystème, le biotope correspond aux éléments non vivants et la biocénose aux êtres vivants.

• Un système est composé d’éléments organisés qui entretiennent des relations et ont des effets les uns sur les autres.

Compléments

• Un système géographique est localisé, dynamique dans le temps et inclus dans des systèmes plus vastes reliés entre eux.

• Dans un paysage du Massif central, le climat océanique influencé par la montagne, le relief contrasté et le sol granitique imperméable constituent des éléments physiques, tandis que les crêtes boisées, les ressources forestières, un bourg de passage et l’élevage extensif sont des éléments anthropiques.

💡 Astuce mémo

Imaginez un paysage où relief, eau, climat, végétation et activités humaines agissent les uns sur les autres.

📖 3. Terre et repères astronomiques

★ À maîtriser

• L’axe des pôles terrestres est incliné d’environ 66,56° par rapport au plan de l’écliptique.

• La Terre tourne vers l’est autour de son axe en 23 h 56 et accomplit une révolution autour du Soleil en 365 jours et un quart.

📌 La latitude situe un point au nord ou au sud de l’équateur, tandis que la longitude indique sa position à l’ouest ou à l’est du méridien de Greenwich.

Compléments

• La Terre est une planète tellurique, la plus dense du système solaire, dotée du champ magnétique le plus puissant parmi les planètes telluriques, et possède un satellite naturel, la Lune.

• Le rayon terrestre indiqué est de 6 356,774 km aux pôles et de 6 378,160 km à l’équateur.

• La surface du géoïde, définie par un potentiel de pesanteur constant et passant par le niveau moyen des mers, est de 510 millions de km².

📖 4. Ensoleillement et bilan radiatif

🔑 Notions clés & Définitions

• Bilan radiatif : Bilan global entre l’énergie reçue du rayonnement solaire et l’énergie réémise par la Terre sous forme de rayonnement infrarouge.

★ À maîtriser

• La durée astronomique du jour varie selon la latitude et l’inclinaison de l’axe terrestre, ce qui produit deux solstices et deux équinoxes par an.

• Aux hautes latitudes, les rayons solaires ont un angle d’incidence plus faible, couvrent une surface plus vaste et traversent une plus grande épaisseur d’atmosphère, ce qui réduit l’énergie reçue et renforce le refroidissement.

• L’albédo de la neige fraîche est de 70 à 84 %, celui des roches nues de 15 % pour le granite à 45 % pour la craie, et celui des forêts de 15 à 20 %, voire 5 % lorsqu’elles sont sombres.

Compléments

• Le 21 juin, la durée du jour est de 12 h à l’équateur, de 24 h au pôle Nord et de 0 h au pôle Sud.

• Au solstice du 21 juin, le Soleil est au zénith au tropique du Cancer et, au solstice du 21 décembre, il est au zénith au tropique du Capricorne, à la latitude 23°27.

• Le Soleil passe deux fois par an au zénith en tout lieu situé entre les deux tropiques.

• Le flux moyen d’énergie reçue au sommet de l’atmosphère est de 342 W/m², soit environ 0,49 cal/cm²/min, et la température moyenne planétaire indiquée est de 14,5 °C.

💡 Astuce mémo

Rayons plus obliques → énergie répartie sur une surface plus vaste → réchauffement moindre.

📖 5. Atmosphère et circulation générale

🔑 Notions clés & Définitions

• Climat : Caractérisé par les moyennes mensuelles de température et de pluviométrie, considérées sur une trentaine d’années, par la fréquence des événements extrêmes et par ses composantes thermique et hydrique.

★ À maîtriser

• La troposphère, couche atmosphérique principalement étudiée en géographie dans le cours, s’étend de la surface à environ 10 km d’altitude.

• La force de Coriolis dévie les mouvements vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud ; elle est nulle à l’équateur et maximale aux pôles.

• La circulation atmosphérique comprend trois cellules :

  • la cellule de Hadley, de l’équateur aux tropiques et épaisse de 17 km
  • la cellule de Ferrel, aux moyennes latitudes et épaisse de 10 à 12 km
  • la cellule polaire, aux hautes latitudes et épaisse de 7 km

Compléments

• Les hydrométéores sont des particules liquides ou glacées, notamment les nuages, brouillards, brumes et précipitations ; les aérosols comprennent notamment les cristaux de sel, les poussières, les particules volcaniques et les rejets industriels.

📌 Selon l’altitude, les mouvements horizontaux sont appelés vents sous 3 000 m, flux jusqu’à la tropopause et courants au niveau de la tropopause.

📌 Un anticyclone thermique est associé à de l’air froid plus lourd, une dépression thermique à de l’air chaud, une dépression dynamique à une ascendance et un anticyclone dynamique à une subsidence.

• Les courants-jets de haute troposphère peuvent dépasser 300 km/h et circulent d’ouest en est.

• Les grandes zones climatiques sont :
  • la zone froide ou polaire
  • la zone tempérée
  • la zone chaude ou intertropicale

💡 Astuce mémo

L’air froid descend et favorise l’anticyclone ; l’air chaud monte et favorise la dépression.

📖 6. Biosphère et fonctionnement végétal

🔑 Notions clés & Définitions

• Biome : Entité écologique continentale caractérisée par une végétation dominante et sa faune associée, correspondant à une aire bioclimatique.
• Photosynthèse : Processus par lequel les végétaux chlorophylliens et le phytoplancton assimilent le carbone et produisent leur propre matière vivante.
• Organisme hétérotrophe : Ne peut pas fabriquer sa propre matière organique à partir de matière minérale et utilise la matière organique d’autres êtres vivants.
• Évapotranspiration : Perte d’eau sous forme de vapeur par évaporation de l’eau du sol et des surfaces aqueuses, ainsi que par transpiration des plantes et des animaux.
• Biodiversité : OFB - Richesse du monde vivant, comprenant les espèces, la diversité génétique des individus et la complexité de leurs relations.
• Biomasse : Masse totale des organismes vivants présents dans un biotope ou un lieu déterminé à un moment donné.

★ À maîtriser

• La répartition de la végétation répond à un double gradient de température et d’humidité, et l’interaction entre biocénose et climat forme le bioclimat.

• 🔄 Le transfert trophique suit cet ordre : les producteurs primaires fabriquent de la matière vivante, les consommateurs primaires, secondaires et tertiaires utilisent la matière organique, les décomposeurs transforment la matière organique en matière minérale

Compléments

• Les formes végétales classées par leur physionomie, de la plus grande à la plus petite, sont les phanérophytes, chaméphytes, hémicryptophytes, géophytes et thérophytes.

• Un chêne peut évapotranspirer 1 000 litres d’eau par jour et un bouleau 75 litres par jour ; l’évapotranspiration contribue au rafraîchissement du microclimat.

💡 Astuce mémo

Producteurs → consommateurs → décomposeurs : l’énergie circule dans le réseau trophique.

📖 7. Répartition et dynamiques végétales

🔑 Notions clés & Définitions

• Aire de répartition : Surface, continue ou discontinue, où sont établies spontanément les populations d’une espèce.
• Succession écologique : Processus d’évolution et de développement d’un écosystème.
• Phénologie : Étude de l’apparition d’événements périodiques et saisonniers chez les plantes et les animaux en fonction des variations du climat.

★ À maîtriser

• Les facteurs abiotiques de répartition végétale comprennent : la température, les précipitations, le vent, la lumière, la topographie, l’épaisseur du sol, la teneur en eau du sol, la composition géochimique et la salinité du sol

• Les capacités internes influençant la répartition végétale comprennent :

  • le potentiel de reproduction
  • le potentiel de dissémination
  • l’amplitude écologique
  • les aptitudes évolutives

Compléments

📌 Une répartition cosmopolite s’étend à l’échelle mondiale, une répartition disjointe se trouve sur des territoires éloignés et une espèce endémique est limitée à une aire restreinte comme une île.

• Les plantes sont notamment classées selon leurs exigences :

  • hygrophiles
  • mésophiles
  • xérophiles
  • héliophiles
  • sciaphiles

• Les interactions biotiques citées comprennent : la compétition indirecte par exploitation des ressources et de l’espace, la compétition directe par allélopathie, la symbiose, le parasitisme, la prédation

• Les types de forêts se distinguent par leur feuillage : les forêts caducifoliées perdent leurs feuilles selon un cycle annuel, les forêts sempervirentes conservent leurs feuilles, les forêts résineuses portent des feuilles aciculaires

💡 Astuce mémo

La végétation paraît fixe au cours d’une vie, mais ses aires se déplacent au fil des générations.

📖 8. Temporalités des changements globaux

★ À maîtriser

• Les changements globaux affectent l’ensemble du géosystème terrestre et résultent de facteurs climatiques, géomorphologiques, hydrologiques, biologiques et anthropiques.

• Les échelles temporelles des facteurs sont les suivantes :

  • facteurs géomorphologiques : du million d’années à l’année
  • facteurs climatiques : du million d’années à la décennie
  • facteurs hydrologiques : du million d’années au siècle
  • facteurs biologiques : de la centaine de milliers d’années à la décennie
  • facteurs anthropiques : du millénaire à la minute

• Les facteurs externes du changement climatique comprennent les facteurs astronomiques, géologiques et anthropiques, tandis que les facteurs internes concernent les relations entre atmosphère, océan et cryosphère ainsi que les dynamiques atmosphériques.

• Les paramètres orbitaux étudiés par M. Milankovitch sont : (M.MILANKOVITCH, 1923) :

  • l’excentricité de l’orbite
  • l’inclinaison de l’axe des pôles
  • la précession des équinoxes

Compléments

• Les variations de l’excentricité de l’orbite terrestre ont des composantes de période 413 000, 125 000 et 95 000 ans.

• L’obliquité varie entre 22,1° et 24,5° selon un cycle d’environ 41 000 ans ; une obliquité plus forte accentue les contrastes saisonniers, tandis qu’une obliquité plus faible les réduit.

• La précession des équinoxes correspond au lent changement de direction de l’axe de rotation terrestre et suit des cycles indiqués de 19 000, 22 000 et 22 000 ans.

📖 9. Changements climatiques récents

🔑 Notions clés & Définitions

• Pergélisol : Zone de roches du sol qui reste gelée en permanence.

★ À maîtriser

• Les changements climatiques récents observés comprennent une hausse de la température de surface et une diminution des précipitations annuelles dans certaines zones continentales, entraînant une aridification notamment des régions déjà sèches.

• Les scénarios du GIEC présentés sont :

  • SSP1-2.6, scénario optimiste de faibles émissions de gaz à effet de serre
  • SSP2-4.5, scénario de poursuite des tendances actuelles
  • SSP5-8.5, scénario pessimiste d’émissions multipliées par deux en 100 ans

• Depuis le XVIIIe siècle, les activités humaines sont associées à l’augmentation des concentrations atmosphériques de dioxyde de carbone (CO₂), de méthane (CH₄) et de protoxyde d’azote (N₂O).

• Les effets observés sur l’hydrosphère comprennent la hausse du niveau marin moyen global et le réchauffement des océans, plus lent en raison de leur inertie.

Compléments

• Il y a 20 000 ans, les calottes glaciaires couvraient une surface bien plus importante qu’aujourd’hui.

• Le maximum d’extension glaciaire mentionné remonte à 18 000 ans, et le niveau des océans a augmenté depuis cette période.

• Les changements de la cryosphère comprennent la diminution des glaciers, de la banquise et du pergélisol.

• Les effets biologiques cités comprennent le déplacement à court terme de l’aire de répartition du chêne pédonculé et la diminution du potentiel maximal de pêche, accompagnée d’un changement des espèces.

💡 Astuce mémo

Hausse des gaz à effet de serre → réchauffement → transformations des océans, des glaces et des êtres vivants.

📊 Tableaux de synthèse

Facteurs et temporalités des changements globaux