Fiche de révision : Les climats de la Terre

📋 Plan du Cours

1. Indices des glaciations quaternaires
2. Archives des paléotempératures
3. Paramètres orbitaux et climat
4. Albédo et effet de serre
5. Rétroactions climatiques
6. Glaciation Carbonifère-Permien
7. Climats du Crétacé au Tertiaire
8. Conséquences du réchauffement actuel
9. Actions contre le réchauffement

📖 1. Indices des glaciations quaternaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Moraine : Amas de blocs rocheux de toutes tailles, transportés et déposés par les glaciers.

★ À maîtriser

• La glaciation du Würm s’étend de −120 000 à −11 000 ans.

• Le Quaternaire est marqué par une alternance de glaciations et de périodes interglaciaires selon une périodicité proche de 100 000 ans.

Compléments

• Les glaciers modèlent les vallées en leur donnant une forme caractéristique en U.

• Les peintures rupestres montrent la présence d’une faune adaptée au froid, notamment les mammouths et les rhinocéros laineux, durant la glaciation du Würm.

📖 2. Archives des paléotempératures

🔑 Notions clés & Définitions

• Thermomètre isotopique : Méthode qui mesure les proportions d’isotopes dans la glace ou les sédiments afin d’évaluer les paléotempératures.

★ À maîtriser

• Les carottes de glace permettent de reconstituer la chronologie des dépôts et d’analyser les molécules d’eau correspondant aux températures et conditions climatiques anciennes.

• En Antarctique, les dépôts glaciaires les plus profonds accessibles sont datés de 800 000 ans.

📌 Dans la glace, le delta ¹⁸O diminue quand la température diminue, tandis que dans les sédiments océaniques il varie inversement à la température.

Compléments

• L’oxygène terrestre est constitué de 0,2 % de ¹⁸O et de 99,8 % de ¹⁶O.

💡 Astuce mémo

Glace–isotopes–pollens : GIP

📖 3. Paramètres orbitaux et climat

★ À maîtriser

• L’excentricité de l’orbite terrestre varie selon un cycle d’environ 100 000 ans et modifie la distance entre la Terre et le Soleil.

• L’obliquité est l’inclinaison de l’axe de rotation terrestre et varie selon un cycle de 40 000 ans, modifiant les contrastes entre les saisons.

• La précession des équinoxes est le changement de direction de l’axe de rotation terrestre, selon une périodicité de 26 000 ans, ce qui modifie la durée des saisons.

Compléments

• Une faible différence d’insolation entre l’hiver et l’été empêche la fonte complète de la glace hivernale, favorise l’avancée des glaciers et peut déclencher une période glaciaire. — Milutin Milankovitch, entre 1920 et 1941

💡 Astuce mémo

EOP : excentricité, obliquité, précession

📖 4. Albédo et effet de serre

🔑 Notions clés & Définitions

• Albédo : Rapport entre l’énergie solaire réfléchie et l’énergie incidente.
• Effet de serre : Réchauffement de l’atmosphère dû au piégeage, par des gaz atmosphériques, du rayonnement infrarouge réémis par la Terre.

★ À maîtriser

• L’albédo d’un glacier est de 0,8, contre 0,3 pour l’albédo moyen de la Terre.

• Sans effet de serre, la température moyenne de la Terre serait de −18 °C au lieu de 15 °C.

Compléments

• Les principaux gaz à effet de serre cités sont:
  • le méthane
  • le dioxyde de carbone
  • la vapeur d’eau

💡 Astuce mémo

Albédo renvoie l’énergie, effet de serre la retient

📖 5. Rétroactions climatiques

★ À maîtriser

• Un refroidissement augmente la surface des glaciers, accroît l’albédo global, diminue la température, favorise la dissolution du CO2 océanique et réduit l’effet de serre.

• Une élévation de température augmente l’évaporation et la vapeur d’eau, favorise la formation de nuages et peut limiter le réchauffement par réflexion du rayonnement solaire.

Compléments

• La solubilité du CO2 dans l’océan diminue quand la température augmente.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → glaces → albédo accru → refroidissement amplifié

📖 6. Glaciation Carbonifère-Permien

🔑 Notions clés & Définitions

• Tillite : Roche constituée de moraines consolidées, indiquant la présence ancienne de glaciers.

★ À maîtriser

• La glaciation Carbonifère-Permien s’étend de −320 à −280 Ma et correspond à un refroidissement durable et de grande ampleur.

• Au Carbonifère, l’enfouissement de matières organiques dans des sols peu oxygénés empêche leur dégradation complète et favorise leur transformation en charbon sans libération de CO2.

📐 Formule — L’altération des silicates consomme du dioxyde de carbone selon la réaction $\mathrm{CaSiO_3 + 2CO_2 + H_2O \rightarrow SiO_2 + Ca^{2+} + 2HCO_3^-}$.

Compléments

• La baisse du CO2 atmosphérique diminue l’effet de serre et la température, tandis que l’augmentation de l’albédo et la dissolution océanique du CO2 amplifient ce refroidissement.

💡 Astuce mémo

Piégeage et altération du carbone → baisse du CO2 → refroidissement

📖 7. Climats du Crétacé au Tertiaire

★ À maîtriser

• Au Crétacé, de −140 à −65 Ma, les températures au pôle Nord étaient supérieures de 30 °C aux températures actuelles.

• Au Crétacé, la faible répartition des continents vers les pôles réduit la formation de glaciers continentaux, diminue l’albédo et favorise le réchauffement.

• Depuis 30 Ma, le Cénozoïque présente une tendance générale à la baisse de la température moyenne globale.

• Au Tertiaire, l’érosion des chaînes de montagnes diminue le CO2 atmosphérique et la formation d’un courant circumpolaire isole l’Antarctique, favorisant l’extension des glaciers.

Compléments

• L’activité volcanique intense des dorsales au Crétacé a augmenté les émissions de CO2 et renforcé l’effet de serre.

💡 Astuce mémo

Crétacé chaud, Tertiaire refroidi

📖 8. Conséquences du réchauffement actuel

★ À maîtriser

• Le réchauffement climatique actuel est proche de 1 °C en 150 ans et est lié à la perturbation du cycle géochimique du carbone par les activités humaines.

• La fonte des glaces, la montée des eaux et la désertification modifient la biodiversité et affectent les populations humaines et leur santé.

Compléments

• La réduction des terres agricoles et les migrations liées à la désertification ou à la montée des eaux peuvent provoquer des conflits.

• La réduction de la biodiversité bouleverse les écosystèmes et peut favoriser le développement d’espèces invasives.

📖 9. Actions contre le réchauffement

★ À maîtriser

• Une molécule de CO2 reste environ 5 ans dans l’atmosphère avant d’être échangée avec un autre compartiment, mais le CO2 supplémentaire persiste dans l’atmosphère pendant plusieurs siècles.

📌 L’objectif mis en avant par le GIEC est de maintenir la hausse des températures mondiales en dessous de 1,5 °C d’ici la fin du siècle.

• La limitation des gaz à effet de serre repose sur l’abandon progressif des hydrocarbures fossiles, leur remplacement par d’autres sources énergétiques et les économies d’énergie.

Compléments

📌 La lutte contre la déforestation est prioritaire, car la combustion du bois rejette massivement du dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

📊 Tableaux de synthèse

Archives des climats passés