De la plante sauvage à la plante domestiquée en Terminale
Cours complet, points clés à retenir et exercices d'entraînement de de la plante sauvage à la plante domestiquée pour les élèves de Terminale. Conforme au programme officiel.
Réviser notion par notion
Ce que tu vas réviser
- Reconstitution des climats du passé (paléoclimats)
- Indicateurs paléoclimatiques (δ¹⁸O, pollens, isotopes)
- Cycle du carbone et bilan radiatif terrestre
- Modèles climatiques et projections d'évolution
- Conséquences du changement climatique sur la biosphère
- Gaz à effet de serre et activités humaines
Reconstitution des paléoclimats
Pour connaître le climat des époques sans mesures directes (avant les thermomètres), les scientifiques utilisent des indicateurs indirects appelés proxies (archives glaciaires, sédiments océaniques et lacustres, cernes d'arbres, coraux). Ces archives enregistrent des signaux physiques ou chimiques liés à la température ou à la composition de l'atmosphère au moment de leur formation.
Exemple
Une carotte de glace forée au Groenland ou en Antarctique conserve, couche par couche, des bulles d'air ancien : on peut y mesurer directement la composition de l'atmosphère (CO2, CH4) telle qu'elle était il y a plusieurs centaines de milliers d'années.
À retenir : Les paléoclimats se reconstituent à partir d'archives naturelles (glace, sédiments, arbres) qui enregistrent des indicateurs indirects du climat passé.
Indicateurs paléoclimatiques : δ¹⁸O, pollens, isotopes
Le rapport isotopique $\delta^{18}O$ (proportion d'oxygène 18 par rapport à l'oxygène 16) varie avec la température : dans les fossiles marins (foraminifères), il augmente quand le climat est froid ; dans la glace polaire, il diminue (devient plus négatif) quand il fait froid. Les pollens fossiles conservés dans les sédiments renseignent sur la végétation, donc sur le climat, car chaque espèce végétale est adaptée à des conditions précises.
Exemple
Une couche sédimentaire riche en pollen de bouleau (arbre de climat froid) signale une période glaciaire, tandis qu'une couche riche en pollen de chêne (arbre de climat tempéré) signale une période plus chaude.
À retenir : Le $\delta^{18}O$ et l'analyse pollinique sont deux indicateurs complémentaires qui permettent de dater et de caractériser les variations climatiques passées.
Cycle du carbone et bilan radiatif terrestre
Le carbone circule entre quatre grands réservoirs : atmosphère (CO2), hydrosphère (océans, qui dissolvent une partie du CO2), biosphère (matière vivante, photosynthèse et respiration) et lithosphère (roches carbonatées, combustibles fossiles). Le bilan radiatif terrestre résulte de l'équilibre entre l'énergie solaire reçue et l'énergie infrarouge réémise par la Terre ; l'effet de serre naturel (dû notamment à la vapeur d'eau et au CO2 atmosphériques) retient une partie de cette énergie et maintient une température moyenne d'environ 15 °C à la surface.
Exemple
Sans effet de serre naturel, la température moyenne du globe serait d'environ -18 °C : l'atmosphère agit comme une couverture qui retient une partie du rayonnement infrarouge émis par le sol.
À retenir : Le bilan radiatif terrestre dépend de l'énergie solaire absorbée et de l'effet de serre, qui renvoie vers le sol une partie du rayonnement infrarouge terrestre.
Gaz à effet de serre et activités humaines
Le CO2, le méthane (CH4) et le protoxyde d'azote (N2O) sont les principaux gaz à effet de serre d'origine humaine. La combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz), la déforestation et l'élevage intensif augmentent leur concentration atmosphérique, renforçant l'effet de serre et réchauffant le climat.
Exemple
La concentration de CO2 atmosphérique est passée d'environ 280 ppm à l'époque préindustrielle (avant 1800) à plus de 420 ppm aujourd'hui, essentiellement à cause de la combustion des énergies fossiles.
À retenir : L'augmentation des gaz à effet de serre d'origine humaine renforce l'effet de serre naturel et provoque le réchauffement climatique actuel.
Modèles climatiques et projections d'évolution
Les modèles climatiques sont des simulations numériques qui intègrent les échanges d'énergie et de matière entre atmosphère, océans, glaces et biosphère. Ils permettent de tester différents scénarios d'émissions futures de gaz à effet de serre et d'en déduire des projections de température, de précipitations ou de niveau marin à l'horizon 2100.
Exemple
Selon les scénarios du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat), la température moyenne mondiale pourrait augmenter de moins de 2 °C si les émissions sont fortement réduites, ou de plus de 4 °C si elles se poursuivent au rythme actuel, par rapport à l'époque préindustrielle.
À retenir : Les modèles climatiques projettent l'évolution future du climat selon différents scénarios d'émissions de gaz à effet de serre.
Conséquences du changement climatique sur la biosphère
Le réchauffement climatique modifie la répartition des espèces (migration vers les pôles ou en altitude), le calendrier biologique (floraison, migrations plus précoces) et fragilise certains écosystèmes sensibles à la température, comme les récifs coralliens ou la banquise.
Exemple
Le réchauffement des océans provoque le blanchissement des coraux : les algues symbiotiques qui les nourrissent et leur donnent leur couleur sont expulsées quand la température dépasse un seuil critique, ce qui peut entraîner la mort du corail.
À retenir : Le changement climatique perturbe la répartition géographique des espèces et le fonctionnement des écosystèmes, en particulier les plus sensibles à la température.
Les points clés
- Les paléoclimats se reconstituent grâce à des archives naturelles (glace, sédiments, pollens) qui enregistrent des indicateurs indirects du climat.
- Le $\delta^{18}O$ se lit différemment selon le support : haut = froid dans les fossiles marins, haut = chaud dans la glace polaire.
- L'effet de serre naturel (CO2, vapeur d'eau) maintient la température moyenne terrestre autour de 15 °C ; sans lui, elle serait d'environ -18 °C.
- Les activités humaines (combustion fossile, déforestation, élevage) augmentent la concentration en gaz à effet de serre, renforçant l'effet de serre et réchauffant le climat.
- Les modèles climatiques du GIEC projettent, selon le scénario d'émissions, un réchauffement allant de moins de 2 °C à plus de 4 °C d'ici 2100.
- Le changement climatique modifie la répartition des espèces et fragilise les écosystèmes sensibles comme les récifs coralliens.
L'essentiel
L'étude des paléoclimats (indicateurs isotopiques, pollens) et la compréhension du bilan radiatif et du cycle du carbone permettent de modéliser le climat futur : l'augmentation des gaz à effet de serre d'origine humaine réchauffe le climat, avec des conséquences majeures sur la biosphère.
Exercices d'entraînement
Entraîne-toi sur ces exercices, puis fais-toi corriger pas à pas par le tuteur.
Exercice 1
La concentration de CO2 atmosphérique était d'environ 280 ppm à l'époque préindustrielle. Elle est aujourd'hui d'environ 425 ppm. Calcule le pourcentage d'augmentation de la concentration en CO2 depuis l'époque préindustrielle.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
La Terre reçoit en moyenne une puissance solaire de 340 W/m² à la limite de l'atmosphère. Sachant que l'albédo terrestre (fraction de l'énergie solaire réfléchie sans être absorbée) vaut 0,3, calcule la puissance solaire effectivement absorbée par la Terre par mètre carré.
Corrige cet exercice avec le tuteur →