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Enseignement scientifique Terminale - 2024

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Mes Pages
Sciences, climat et société
Ouverture de thème
p. 12-14
Ch. 1
L’atmosphère terrestre et la vie
Ch. 2
La complexité du système climatique
Ouverture de chapitrep. 35
Climatologie et météorologie
Activité documentairep. 36
Le climat global de la Terre et son évolution
Activité documentairep. 38-39
Les indices des variations climatiques récentes
Activité documentairep. 40-41
Le réchauffement climatique global actuel
Activité documentairep. 42-43
Évolution de la température et rétroactions
Activité en groupep. 44-45
Cours
p. 46-47
Réchauffement climatique : de la prise de conscience aux premières conséquences
Enjeux Scientifiquesp. 48-49
Zone d'échauffement
Exercicesp. 50-51
L'atelier des apprentis
Exercicesp. 52
Le repaire des initiés
Exercicesp. 53-55
Le coin des experts
Exercicesp. 56
Exercices de révision - Exclusivité numérique
Ch. 3
Le climat du futur
Se préparer à l'évaluation - Thème 1
Le futur des énergies
Ouverture de thème
p. 83
Ch. 4
Deux siècles d’énergie électrique
Ch. 5
Conversion et transport de l’énergie électrique
Ch. 6
Énergie, développement et futur climatique
Se préparer à l'évaluation - Thème 2
Une histoire du vivant
Une histoire du vivant
Ouverture de thème p. 152-154
Ch. 7
La biodiversité et son évolution
Ch. 8
L’évolution comme grille de lecture du monde
Ch. 9
L’évolution humaine
Ch. 10
Les modèles démographiques
Ch. 11
De l’informatique à l’intelligence artificielle
Se préparer à l'évaluation - Thème 3
Livret maths
Fiches méthode
Esprit critique et scientifique
Améliorer ses compétences
Fiches histoire
Annexes
Ch. 2
Exercices

Le coin des experts

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22
Variation passée du niveau marin

✔ Estimer la variation du volume de l'océan associées à une variation de température donnée
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De nombreux indices permettent de reconstituer le rivage des côtes passées et donc d'estimer la variation du niveau des océans. Lors de la dernière glaciation, ou moment du maximum glaciaire, on estime que la température moyenne de surface était inférieure de 6 °C aux températures actuelles.
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Doc.
Reconstitution de la variation du niveau marin depuis le dernier maximum glaciaire

Placeholder pour Graphique montrant l'élévation du niveau de la mer depuis le dernier maximum glaciaire. Hausse rapide ces derniers millénaires.Graphique montrant l'élévation du niveau de la mer depuis le dernier maximum glaciaire. Hausse rapide ces derniers millénaires.
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Données

  • Rayon de la Terre : 6371 km
  • Coefficient de dilatation thermique de l'eau :
    \alpha_{\text {eau }}=2,6 \times 10^{-4}{ }^{\circ} \mathrm{C}^{-1}
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Questions
1. Proposer des hypothèses expliquant les variations du niveau marin.
2. Calculer l'ordre de grandeur de la variation du niveau marin par contraction thermique lors du dernier maximum glaciaire. Considérer que seuls les mille premiers mètres d'eau sont affectés. Comparer ce résultat aux données du document.
3. En considérant que les océans recouvrent 70 % de la surface du globe, calculer le volume d'eau piégé dans les glaces lors du dernier maximum glaciaire.
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23
Variation du dioxyde de carbone à l'échelle des temps géologiques

✔ Analyser les variations de certaines grandeurs au cours du temps
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la version apprentis
 de cet exercice.
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Comprendre le climat présent et modéliser le climat futur nécessitent de mieux comprendre les climats du passé. Des études complexes ont permis d'estimer les concentrations atmosphériques en \mathrm{CO}_{2} depuis 600 millions d'années.
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Doc. 1
Variation des teneurs atmosphériques en \mathrm{CO}_{2} depuis 600 millions d'années

Placeholder pour Graphique montrant l'évolution du CO2 atmosphérique sur 600 millions d'années, avec apparition des plantes terrestres et la Pangée.Graphique montrant l'évolution du CO2 atmosphérique sur 600 millions d'années, avec apparition des plantes terrestres et la Pangée.
?
Le \mathrm{RCO}_{2} est le rapport entre la teneur en \mathrm{CO}_{2} à une période donnée et la valeur préindustrielle de 300 ppm. La zone colorée correspond aux incertitudes sur la valeur déterminée.
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Doc. 2
Quelques réactions biogéochimiques du cycle du carbone

Réactions géochimiques : les roches continentales s'altèrent, notamment au contact de l'eau. Les silicates (minéraux des roches) réagissent ainsi :

\begin{aligned} & \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{CaSiO}_{3} \rightleftarrows \mathrm{CaCO}_{3}+\mathrm{SiO}_{2} \\ & \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{MgSiO}_{3} \rightleftarrows \mathrm{MgCO}_{3}+\mathrm{SiO}_{2} \\ & \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{CaCO}_{3}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightleftarrows 2\ \mathrm{HCO}_{3}^{-}+\mathrm{Ca}^{2+} \end{aligned}

Équations-bilan de réactions biologiques :

  • respiration cellulaire :
    \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_{6}+6\ \mathrm{O}_{2} \longrightarrow 6\ \mathrm{CO}_{2}+6\ \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

  • photosynthèse :
    6\ \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+6\ \mathrm{CO}_{2} \rightarrow 6\ \mathrm{O}_{2}+\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_{6}

Le carbone transite entre différents réservoirs présents sur Terre au moyen de réactions chimiques.
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Question
Déterminer les grandes tendances climatiques passées et proposer des explications aux variations des teneurs en dioxyde de carbone atmosphérique.
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Exercice numérique
Océan et réchauffement climatique

✔ Identifier les relations de causalité qui sous-tendent la dynamique d'un système
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la version initiale
 (atelier des apprentis) de cet exercice.

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L'océan est un système complexe qui interagit avec les autres enveloppes terrestres. En plus des transferts d'énergie, des transferts de matière ont lieu entre les différents réservoirs terrestres.
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Doc. 1
Variation du pH des océans et de la teneur en dioxyde de carbone atmosphérique

Placeholder pour Graphique: évolution du pH des océans et du CO2 (1800-2100). Acidification croissante des océans due à l'augmentation du CO2 atmosphérique.Graphique: évolution du pH des océans et du CO2 (1800-2100). Acidification croissante des océans due à l'augmentation du CO2 atmosphérique.
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Doc. 2
Proportion en \mathrm{CO}_{2}, \mathrm{CO}_{3}^{2-} et \mathrm{HCO}_{3}^{-}(espèces chimiques dissoutes présentes dans les océans) en fonction du pH

Placeholder pour Graphique montrant l'évolution du pourcentage d'espèces dissoutes (CO2, H2O, HCO3-, CO32-) en fonction du pH.Graphique montrant l'évolution du pourcentage d'espèces dissoutes (CO2, H2O, HCO3-, CO32-) en fonction du pH.
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Question numérique - version experts

Doc 1 et doc 2, Expliquer un rôle de l'océan sur le réchauffement climatique.
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Supplément numérique

Pour retrouver plus d'informations sur
l'acidification des océans.
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Exercice numérique
Permafrost et climat

✔ Identifier les relations de causalité qui sous-tendent la dynamique d'un système
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la version initiale
 (repaire des initiés) de cet exercice.

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Doc. 1
Température du sol dans différents sites au sein du permafrost

Placeholder pour Graphique montrant l'évolution de la température du sol de 1975 à 2015 sur 4 sites de pergélisol.Graphique montrant l'évolution de la température du sol de 1975 à 2015 sur 4 sites de pergélisol.
Pour chaque site, la température a été prise à une profondeur où elle est constante toute l'année.
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Doc. 2
Métabolisme de quelques microorganismes vivant dans les sols

Dans l'atmosphère, le méthane est assez rapidement converti en dioxyde de carbone.

Le réchauffement du permafrost entraîne le réveil des microorganismes qui consomment alors la matière organique du sol :
  • équation-bilan de la respiration cellulaire :
    \text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6}\;{+}\;{6}\;\text{O}_{2}\longrightarrow{6}\;\text{CO}_{2}{+} \;{6}\;\text{H}_{2}\text{O}

  • la méthanogenèse aboutit à la production de méthane à partir de matière organique (chaque atome de carbone aboutit à la formation d'une molécule de méthane).
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Doc. 3
Richesse en carbone dans les sols où le permafrost fond

Cliquez sur un élément de légende ou un titre pour l'afficher ou le masquer
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Doc. 4
La fonte du permafrost

Placeholder pour Photo aérienne de toundra arctique montrant de nombreux lacs et une fumée industrielle au loin.Photo aérienne de toundra arctique montrant de nombreux lacs et une fumée industrielle au loin.
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Données

  • Masse molaire du carbone : M\text{(C)} = 12 g⋅mol-1
  • Masse molaire de l'oxygène : M\text{(O)} = 16 g⋅mol-1
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Questions numérique - version experts

Indiquer les conséquences pour le climat de la fonte du permafrost. Inclure dans les explications un calcul donnant l'ordre de grandeur des échanges entre les réservoirs de carbone concernés.
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