Fiche de révision : Écosystèmes et climat

📋 Plan du Cours

1. Vie terrestre et biodiversité
2. Climat et échelles temporelles
3. Interactions et effet de serre
4. Échanges et stockage du carbone
5. Perceptions du climat et météo
6. Le petit âge glaciaire
7. L’espèce humaine dans la biosphère
8. Les catégories de services écosystémiques
9. Les dépendances écosystémiques indirectes

📖 1. Vie terrestre et biodiversité

🔑 Notions clés & Définitions

• Écosystème : Ensemble d’organismes vivants qui interagissent entre eux et avec leur environnement.
• Biodiversité : Regroupe les organismes vivants et leurs interactions entre eux et avec leur environnement.
• Perturbations anthropiques : Actions humaines sur l’environnement qui orientent de plus en plus fortement l’évolution de la biodiversité depuis le début de l’ère industrielle, au milieu du XVIIIe siècle.

★ À maîtriser

• La biodiversité comprend trois formes de diversité :
  • la diversité des espèces
  • la diversité des gènes
  • la diversité des écosystèmes, qui tient compte des interactions entre les formes de vie et leur environnement

Compléments

• Les interactions et conditions comprennent notamment :

  • la nutrition
  • la prédation
  • la symbiose
  • l’air
  • l’eau
  • les roches
  • la composition physico-chimique
  • la température
  • le pH
  • l’humidité

• Le nombre d’espèces connues est de deux millions, tandis que les scientifiques estiment le nombre total à au moins dix millions.

• 🔄 La biodiversité évolue par une chaîne de transformations : les mutations génétiques peuvent être transmises par la reproduction, les modifications héritables font évoluer les espèces, la dynamique des interactions entre espèces et avec l’environnement transforme les écosystèmes

📖 2. Climat et échelles temporelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Climat : Regroupe les conditions atmosphériques, comme la température et l’humidité, ainsi que l’insolation d’un lieu, considérées sur une longue durée, typiquement plusieurs dizaines d’années.

★ À maîtriser

📌 La météorologie étudie et prévoit les conditions à court terme, sur une journée ou une semaine, tandis que la climatologie étudie le climat sur des dizaines ou des centaines d’années, voire plusieurs millénaires.

Compléments

• La météorologie dépend du climat, mais elle n’en est pas le miroir exact : le réchauffement climatique n’implique pas qu’un lieu soit chaque jour plus chaud qu’un an auparavant.

• L’évolution naturelle du climat dépend notamment de :

  • l’activité solaire
  • l’orientation de l’axe terrestre
  • l’inclinaison de l’axe terrestre
  • les variations de forme de l’orbite terrestre

• Depuis près de 200 ans, le climat subit surtout l’impact des perturbations liées aux activités humaines, qui génèrent des bouleversements climatiques sans précédent.

💡 Astuce mémo

Météo : instant et lieu ; climat : moyennes sur le long terme.

📖 3. Interactions et effet de serre

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet de serre : Phénomène naturel dans lequel certains gaz atmosphériques laissent passer les rayons du soleil et retiennent la chaleur émise par la Terre, augmentant ainsi la température de sa surface.

★ À maîtriser

• Les principaux gaz à effet de serre cités sont :

  • la vapeur d’eau (H2O)
  • le dioxyde de carbone (CO2)
  • le méthane
  • le protoxyde d’azote (N2O)
  • l’ozone (O3)

• La composition chimique de l’atmosphère influence la température à la surface terrestre, laquelle agit sur la biodiversité.

Compléments

• Les populations animales et végétales agissent sur leur environnement : les racines modifient la structure et la composition chimique des sols, et les ruminants qui digèrent de l’herbe émettent du méthane et influencent la composition de l’atmosphère.

• Les espèces dépendent aussi de conditions environnementales spécifiques ; la vie est apparue sur Terre avant l’accumulation d’oxygène et d’ozone dans l’atmosphère, qui a ensuite favorisé le développement de la vie aérobie et la colonisation des continents.

• Sans effet de serre, la température à la surface de la Terre serait de -18 °C, l’eau n’existerait pas sous forme liquide et la vie serait très différente.

💡 Astuce mémo

Gaz à effet de serre → chaleur retenue → température terrestre accrue.

📖 4. Échanges et stockage du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Puits de carbone : Forêts, océans et sols qui captent et stockent du CO2 par photosynthèse ou absorption océanique.

★ À maîtriser

• La photosynthèse capte le CO2 atmosphérique en l’utilisant pour synthétiser de la matière organique solide chez les organismes photosynthétiques, notamment les plantes, les algues et les cyanobactéries.

Compléments

• Le carbone capté est stocké :

  • dans les sols
  • dans les océans
  • dans les forêts

• Les océans captent aussi du CO2 par un mécanisme physique, par lequel une partie du dioxyde de carbone atmosphérique gazeux se dissout dans l’océan.

• La respiration des organismes vivants consomme du dioxygène et émet du dioxyde de carbone, tandis que certains organismes, comme les ruminants, émettent aussi du méthane.

• Les émissions humaines de gaz à effet de serre sont principalement dues à la consommation de combustibles fossiles et augmentent de façon exponentielle depuis les années 1950.

📖 5. Perceptions du climat et météo

★ À maîtriser

• Les perceptions fondées sur le ressenti ou des facteurs culturels ne mesurent pas de façon fiable la situation climatique, qui repose sur des indicateurs chiffrés calculés en moyenne sur de longues durées.

📌 La perception individuelle, fondée sur un lieu précis et un temps court, relève de la météo et ne constitue pas une image directe de la situation climatique.

Compléments

• Le ressenti de chaleur dépend notamment de :
  • la température atmosphérique
  • la présence de vent
  • l’humidité
  • le niveau d’ensoleillement

📌 Une prévision d’augmentation de 2 °C de la température moyenne terrestre ne signifie pas que la température augmente de 2 °C chaque jour à chaque endroit.

💡 Astuce mémo

Le ressenti décrit une météo locale ; les indicateurs moyens décrivent le climat.

📖 6. Le petit âge glaciaire

★ À maîtriser

• Entre le XIIIe et le XIXe siècle, la température moyenne terrestre s’est refroidie d’un peu moins de 1 °C, période appelée le petit âge glaciaire.

• Une variation d’environ 1 °C de la température moyenne terrestre peut correspondre à des changements météorologiques importants qui modifient considérablement le mode de vie des sociétés humaines.

Compléments

• Pendant le petit âge glaciaire, les hivers de l’hémisphère nord étaient longs et froids, et à Paris la température pouvait descendre sous −15 °C pendant plusieurs jours, faisant geler la Seine à plusieurs reprises.

📖 7. L’espèce humaine dans la biosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Services écosystémiques : Les bénéfices que l’humanité tire de son appartenance aux différents écosystèmes.

★ À maîtriser

• L’espèce humaine participe à la biosphère au même titre que les autres espèces animales et végétales et entretient avec elles et son environnement des relations nombreuses et complexes qui contribuent au maintien de la vie humaine.

📌 L’humanité dépend des écosystèmes et l’excès d’utilisation des services ou de prélèvement des ressources peut mettre en péril les bénéfices qu’elle en tire.

Compléments

• Les activités humaines exercent une forte pression sur les écosystèmes par :
  • le prélèvement de ressources naturelles
  • la propagation de maladies
  • les émissions de gaz à effet de serre
  • la pollution de l’air, des sols et de l’eau

💡 Astuce mémo

La pression humaine sur les écosystèmes → menace les services dont dépend l’humanité.

📖 8. Les catégories de services écosystémiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Services d’approvisionnement : Regroupent les produits pouvant être extraits des écosystèmes, notamment les produits agricoles, les fibres biologiques, le bois, l’eau douce, les hydrocarbures et les ressources médicinales.
• Services de régulation : Contribuent au bon fonctionnement des écosystèmes, notamment par la régulation de la qualité de l’air, de la fertilité des sols, de la disponibilité de l’eau, des événements extrêmes, de l’érosion, des espèces ravageuses, des maladies et du climat.
• Services culturels : Bénéfices immatériels, tels que le bien-être au contact des écosystèmes, les rôles touristique et patrimonial des paysages, les activités récréatives et l’inspiration pour des produits ou processus humains.
• Fonctions de support : Contribuent au maintien des écosystèmes, notamment par la fourniture d’habitats et les cycles biogéochimiques nécessaires à l’existence des espèces.

★ À maîtriser

• Les services écosystémiques se répartissent en quatre catégories :

  • les services d’approvisionnement
  • les services de régulation
  • les services culturels
  • les fonctions de support

• Près de 75 % des cultures alimentaires mondiales reposent sur des mécanismes de pollinisation animale.

Compléments

• Près de deux milliards de personnes utilisent des combustibles ligneux et environ quatre milliards de personnes se soignent principalement avec des remèdes naturels.

• Chaque année, les végétaux et les océans captent près de 6 milliards de tonnes de carbone, soit environ 60 % des émissions humaines annuelles.

📖 9. Les dépendances écosystémiques indirectes

★ À maîtriser

• La dépendance humaine aux écosystèmes comprend des liens directs avec des ressources ou des espèces, mais aussi des liens complexes et indirects avec l’ensemble des écosystèmes.

Compléments

• La production d’une tasse de café dépend de l’accès à l’eau et au café, du cycle de l’eau, du climat, de la structure des sols régulée en grande partie biologiquement, des insectes pollinisateurs, de la température, de l’humidité et de l’argile de la tasse, issue de l’altération biologique des silicates par des microorganismes.

💡 Astuce mémo

Une tasse de café relie l’eau, le climat, les sols, les pollinisateurs et l’argile.