Fiche de révision : Climats passés et changement climatique

📋 Plan du Cours

1. Paramètres du bilan radiatif terrestre
2. Évolution actuelle du climat global
3. Indices climatiques du Quaternaire récent
4. Causes et rétroactions climatiques
5. Archives des climats du Crétacé
6. Reconstituer le CO₂ du Crétacé
7. Dorsales et climat chaud crétacé
8. Forêts houillères et datation
9. Refroidissement au Carbonifère-Permien
10. Altération silicatée et piégeage du CO₂

📖 1. Paramètres du bilan radiatif terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Albédo : La part de l’énergie solaire réfléchie par une surface, qui dépend de la nature et de la couleur de cette surface.

📝 Points essentiels

• La température moyenne globale actuelle de la Terre est de 15 °C.

📌 Plus l’énergie solaire reçue par la Terre augmente, plus sa température augmente.

📌 Plus l’effet de serre augmente, plus la température terrestre augmente.

💡 Astuce mémo

Albédo élevé : davantage d’énergie réfléchie ; effet de serre élevé : davantage de chaleur retenue

📖 2. Évolution actuelle du climat global

📝 Points essentiels

• Les températures mesurées directement par des thermomètres montrent un réchauffement global depuis 1980.

• Depuis 1980, la forte hausse de la température globale est liée aux activités humaines, notamment à l’augmentation de la teneur en CO₂ et à l’utilisation des combustibles fossiles.

📖 3. Indices climatiques du Quaternaire récent

🔑 Notions clés & Définitions

• Indice climatique : Un élément observable qui permet de reconstituer les climats passés.

📝 Points essentiels

• L’oxygène existe sous deux isotopes stables, ¹⁶O et ¹⁸O ; les molécules d’eau correspondantes sont H₂¹⁶O, dite eau légère, et H₂¹⁸O, dite eau lourde.

• Le rapport isotopique de l’oxygène mesuré dans les glaces varie en fonction de la température et constitue un indice climatique.

📖 4. Causes et rétroactions climatiques

📝 Points essentiels

• Les variations cycliques de l’insolation au Quaternaire récent coïncident avec des variations périodiques des paramètres orbitaux de la Terre, notamment l’excentricité et la précession.

• Les variations des paramètres orbitaux modifient l’insolation reçue à la surface terrestre et contribuent ainsi à l’alternance des périodes glaciaires et interglaciaires.

• Quand la température de l’eau augmente, la solubilité du CO₂ diminue, ce qui réduit le CO₂ dissous et augmente le CO₂ atmosphérique.

• Quand la température augmente, la fonte des glaces réduit l’albédo, ce qui augmente l’énergie absorbée par la surface et favorise une fonte supplémentaire.

💡 Astuce mémo

Température ↑ → solubilité du CO₂ dans l’eau ↓ → CO₂ atmosphérique ↑ → effet de serre ↑

📖 5. Archives des climats du Crétacé

🔑 Notions clés & Définitions

• Actualisme : Utilisation des modes de formation des roches et des milieux de vie des organismes actuels pour interpréter les roches et fossiles anciens et reconstituer leur paléoenvironnement.

📝 Points essentiels

• La craie du Bassin parisien s’est formée par sédimentation de carbonate de calcium dans un ancien milieu marin, appelé mer de la craie.

📖 6. Reconstituer le CO₂ du Crétacé

📝 Points essentiels

• Pour les 800 000 dernières années, la concentration du CO₂ atmosphérique est mesurée directement dans les bulles d’air des glaces, tandis que les périodes géologiques plus anciennes nécessitent des méthodes indirectes.

📌 Chez une espèce végétale donnée, la teneur atmosphérique en CO₂ est inversement corrélée au nombre de stomates des feuilles : plus le CO₂ augmente, moins les feuilles possèdent de stomates.

💡 Astuce mémo

Air piégé dans la glace : mesure directe ; feuilles et sédiments : estimation indirecte.

📖 7. Dorsales et climat chaud crétacé

📝 Points essentiels

• Au Crétacé, la forte activité volcanique des dorsales océaniques a émis du CO₂ dans les océans et l’atmosphère, contribuant au réchauffement.

• Au Mésozoïque, et particulièrement au Crétacé, la tendance à la hausse des températures est principalement attribuée à l’augmentation de l’activité des dorsales océaniques.

💡 Astuce mémo

Dorsales actives → émissions de CO₂ → réchauffement.

📖 8. Forêts houillères et datation

📝 Points essentiels

• Les roches carbonées et les fossiles de plantes des terrains houillers témoignent de forêts abondantes au Carbonifère.

• La datation rubidium-strontium de la granodiorite du Biangomas donne un âge d’environ 327 millions d’années, situé au Carbonifère du Paléozoïque.

📖 9. Refroidissement au Carbonifère-Permien

🔑 Notions clés & Définitions

• Tillite : Roche issue d’un dépôt glaciaire, formée d’un mélange compacté de roches de natures diverses.

📝 Points essentiels

• Les tillites indiquent une importante glaciation au Carbonifère-Permien.

• Au Carbonifère, le carbone de la matière organique des forêts houillères est enfoui et fossilisé dans les sédiments, ce qui le soustrait au réservoir atmosphérique.

💡 Astuce mémo

Carbone piégé → CO₂ atmosphérique en baisse → refroidissement.

📖 10. Altération silicatée et piégeage du CO₂

📝 Points essentiels

• L’eau chargée en CO₂ altère les minéraux silicatés des roches continentales, notamment les plagioclases, qui se transforment en kaolinite.

• L’altération des roches silicatées et la formation de carbonates retirent du CO₂ du réservoir atmosphérique, même si la précipitation restitue une molécule de CO₂ dans la réaction présentée.

• La diminution du CO₂ atmosphérique réduit l’effet de serre et abaisse la température globale, tandis que l’extension des glaces augmente l’albédo.

💡 Astuce mémo

Silicates altérés → ions transportés → carbonates précipités.