✔ Analyser la variation au cours du temps de certaines grandeurs

La géo-ingénierie recouvre l'ensemble des techniques visant à lutter contre le réchauffement climatique. Une des pistes étudiées est l'ajout de dioxyde de soufre dans l'atmosphère, comme cela se produit lors de certaines éruptions volcaniques (exemples : celles du Pinatubo aux Philippines en juin 1991 ou d'El Chichón au Mexique en 1982 qui ont libéré beaucoup de particules dans l'atmosphère et des gaz, dont le dioxyde de soufre \text{SO}_2). Ces pistes sont néanmoins sujettes à controverse en raison des problèmes potentiels (pluies acides, risques sanitaires, etc.).

1. Indiquer les conséquences possibles de la libération de dioxyde de soufre dans l'atmosphère.

2. Expliquer comment cette idée a pu émerger pour lutter contre le réchauffement climatique.

Doc. 1
Variation de la puissance radiative reçue à la surface de la Terre entre 1985 et 1999

La référence correspond à la valeur moyenne sur la période 1985 à 1989.

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Source : Trenberth (K.-E.), et al., Geophysical Research Letters, 2007.

Doc. 2
Variation des précipitations et de la décharge des fleuves entre 1985 et 1999

La décharge des cours d'eau correspond à la quantité d'eau déversée à chaque seconde. Elle est déduite ici de la mesure sur 925 fleuves et rivières.

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Source : Trenberth (K.-E.), et al., Geophysical Research Letters, 2007.

Doc. 3
Variation de la température moyenne de surface terrestre entre 1990 et 1994.

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Doc. 4
Comparaison des rendements agricoles juste après l'éruption du Pinatubo par rapport aux années précédentes

Ces travaux ont pu modéliser l'effet des paramètres climatiques sur le rendement des cultures dans de nombreux pays.

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Source : Proctor (J.), et al., Nature, 2018.

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Permafrost et climat

✔ Identifier les relations de causalité qui sous-tendent la dynamique d'un système

Version expert

1. En prenant une richesse moyenne de 80 kg⋅m^-2 de carbone pour une surface de 25 millions de km², calculer la quantité de dioxyde de carbone qui pourrait être libérée à moyen terme si tout le permafrost fondait. Comparer ce résultat aux 2 200 Gt de \text{CO}_2 qu'il y a actuellement dans l'atmosphère terrestre.

2. Expliquer pourquoi on peut craindre une fonte du permafrost et déterminer les zones où ce risque est plus important.

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

Données