FICHE ÉLÈVEEnsemble documentaire type baccalauréat 1re L, ES, S

Régionspolaires

Fiche élèveSecondeSVTTerminale S (spécialité SVT)

Les variations climatiques observées à Vostok [�] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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Les variations climatiques observées à Vostok

6Document 1. — Localisation des principales stations scientifiques en région Antarctique.

Source : Carte extraite de la fiche Savoirs n° �2 « Les stations scientifiques en milieu polaire : L’épopée à travers l’Arctique et l’Antarctique.

»

�. Base Amundsen-Scott (USA), exactement sur le pôle Sud.2. Base de Vostok (Russie), spécialisée dans les forages de glace.3. Base Concordia – Dôme C (France et Italie), qui abrite le forage européen EPICA.4. Base Dumont d’Urville (France).5. Base de Mac Murdo (USA).

CRDPACADÉMIE D’AMIENS

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Les variations climatiques observées à Vostok [2] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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6Document 2. — Carottes de glaces prélevées au niveau des stations scientifiques en Antarctique.

Source : site Educapoles, multimedia, pictures galleries.

6Document 3. — Différents paramètres mesurés dans les carottes de glace de Vostok.

Source : d’après le site http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/rechfran/4theme/paleo/vostok.html.

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Les variations climatiques observées à Vostok [3] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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Glossaire

Carotte. — n. m. Échantillon de glace ou de sédi-ments marins prélevés au moyen d’un cylindre de quelques centimètres de diamètre et habituellement de 3 à 5 m de long. Ces échantillons vont permettre de déduire diverses informations sur les paléoclimats.

Isotope. — n. m. Atome ayant le même numéro ato-mique Z (nombre d’électrons ou de protons), mais qui diffère en revanche par sa masse atomique M (somme des neutrons et des protons).

Fractionnement isotopique. — n. m. Rapport des proportions respectives de deux isotopes différents d’un même élément dans un milieu donné. Dans le cas de l’oxygène, le rapport des teneurs des deux iso-topes 160 et 180, présents dans les molécules d’eau de la glace polaire, permet de déduire les températures du passé, lors de la formation de glace à partir de la neige fraîche.

Paléoclimatologie. — n. f. Domaine de la climatolo-gie qui étudie les climats anciens.

Période glaciaire. — n. f. Période froide de plusieurs millions d’années, caractérisée par une présence si-gnificative de glace dans les régions polaires. Au sein de ces longues périodes glaciaires, alternent des cou-ples de glaciation (épisodes froids) et d’interglaciaires (épisodes chauds), d’une durée moyenne de 100 000 ans chacun.

ppmv. — Abréviation de parties par million en vo-lume, soit 1 cm3 par m3.

Questions

Selon le niveau de la classe, le document 3 peut être simplifié en supprimant certaines cour-bes.Un complément en physique chimie peut être nécessaire afin de comprendre pourquoi la me-sure des isotopes de la glace permet d’évaluer la température passée.

Doc. 1 et 2Décrire l’obtention d’une carotte de glace et la positionner par rapport au temps.

Doc. 3Décrire les variations des différentes courbes et retrouver une rythmicité dans ces phénomè-nes.Faire le lien entre les variations climatiques constatées et la variation de certains paramètres dans l’atmosphère (taux de CO2, CH4 en particulier). Proposer une hypothèse sur les variations climatiques.

Les variations climatiques observées à Vostok [4] Aline Gagnier, coordination pédagogique Philippe Carosone.

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Programme concernéSeconde, SVT : « La planète Terre et son environnement »Terminale S spécialité SVT : « Du passé géologique à l’évolution future de la planète »

Objectifs notionnelsDans les carottes de glace de Vostok, on constate une variation cyclique de différents paramètres : CO2, CH4, poussières, volume de glace…Ces variations reflètent une alternance cyclique de périodes glaciaires et interglaciaires de durées dif-férentes et dont la vitesse de mise en place est différente.

Compétences travailléesLire correctement un graphique ayant un axe des temps inversé. Mettre en relation les variations de différents paramètres et les variations climatiques.

Organisation et situation pédagogiqueLa totalité du travail dure environ 2 h 30. Il est préférable de travailler sur ces documents en demi classe, à dix-huit élèves au maximum.Les documents 1 et 2 permettent de localiser la station de Vostok et de comprendre comment sont obtenues les carottes de glace à analyser. Ces images peuvent être commentées en classe entière par le professeur. (Une séquence vidéo « À quoi cela sert-il d’étudier les pôles ? » proposée sur le site Educa-poles permet aussi d’expliquer rapidement ce point.)Les élèves travaillent en binôme sur le document 3. Chaque groupe dispose de 20 minutes pour ana-lyser l’évolution d’une partie des courbes du document.Chaque binôme passe ensuite à l’oral (5 à 10 minutes) afin d’exposer ses résultats. Une synthèse est réalisée avec le professeur et doit aboutir à une ou des hypothèses sur les causes des variations clima-tiques constatées dans les carottes de glace.

IntroductionLa connaissance des climats futurs nécessite d’abord de comprendre comment celui-ci a évolué par le passé. Les carottes de glace prélevées aux pôles sont des témoins du passé climatique de la Terre.En effet, elles renferment de minuscules bulles d’air piégées chaque année lors des chutes de neige. L’analyse de ces bulles d’air et des isotopes de la glace permet de retrouver la composition chimique de l’atmosphère à une certaine époque ainsi que la température moyenne de la Terre. Que peut-on apprendre des carottes de glaces analysées sur le site de Vostok ?

Pour aller plus loinLe principe de superposition étudié dans la partie datation relative en terminale S peut trouver ici une application concrète et simple avec les carottes de glace. Le lien entre deux matières complémentaires, la physique et les SVT, est clairement établi. Cela peut d’ailleurs servir de base à un travail de TPE.Une fois le lien entre climat et CO2 établi, cela peut-être une piste pour réfléchir aux solutions per-mettant de diminuer ce taux atmosphérique, actuellement en constante augmentation.Ces documents peuvent aussi amener les élèves à réfléchir sur la fiabilité des résultats trouvés (impré-cisions liées à l’âge, contamination des échantillons, notion d’échantillonnage statistique…).

RessourcesFiches scientifiques n° 5 et 12 du pôle national de compétence Éducation au développement durable. Fiche 5 disponible à : http://crdp.ac-amiens.fr/edd3/index.php?/document_du_site/&uid=112Fiche 12 disponible à : http://crdp.ac-amiens.fr/edd2/index.php?/document_du_site/&uid=253Le site Éducapoles à l’adresse http://www.educapoles.orgPetit Jean-Robert, Le forage de Vostok, article disponible à l’adresse :http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosclim/rechfran/4theme/paleo/vostok.html