Bac spécialité SVT 2021 Madrid - 9 juin

bac Spécialité SVT 9 juin 2021 Madrid

Exercice 2, deuxième proposition : (8 points) Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain: reconstitution climatique d'une période récente

Le Petit Age Glaciaire aurait été une période climatique relativement froide à l'échelle planétaire de la fin du Moyen-Age (vers 1300-1400) à la fin du 19ème siècle.
Son origine est attribuée à deux causes initiales: la fluctuation d'un paramètre astronomique et l'activité interne du globe. Les conséquences climatiques ont probablement été amplifiées par boucle de rétroaction positive.

Mettez en évidence les caractéristiques climatiques pendant le petit âge glaciaire et présentez les causes possibles de cette période relativement froide.

Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.

document 1 : des indicateurs de variations climatiques récentes dans l'hémisphère Nord

document 1a : reconstitution des phases d'accroissement et de retrait du glacier d'Aletsch (Suisse), le plus grand glacier alpin, au cours des 30 derniers siècles

? reconstitution incertaine

d'après Holzhauser et Zumbuhl. 2003

Pour décrypter le signal climatique enregistré par un glacier, il est nécessaire de mesurer et d'analyser le bilan de masse de l'ensemble du glacier. Ce bilan de masse résulte de l'équilibre entre l'accumulation d'une part et l'ablation d'autre part. L'accumulation est le gain de masse principalement dû aux chutes de neige. L'ablation correspond à la perte de masse par fonte. Des périodes au cours desquelles les saisons sont fortement enneigées et/ ou froides provoquent l'accroissement des dimensions du glacier. Celles avec des saisons sèches et/ou chaudes les réduisent.

d'après www.encyclopedie-environnement.org/climat/glaciers-montagne-changements-climatiques/

document 1b : reconstitution des variations de températures estivales de l'hémisphère Nord à partir de l'étude de la densité du bois

Les parties grisées indiquent deux intervalles de confiance:
gris clair: intervalle de confiance à 65%
gris foncé: intervalle de confiance à 98%

d'après Briffa et al.. 2001.

document 2 : indicateur de variations climatiques récentes dans l'hémisphère Sud par mesure de la température au fond de trous de forage en Antarctique

La neige garde en mémoire la température qu'il faisait lorsqu'elle était à la surface car la température met des centaines d'années à s'y homogénéiser.

Ainsi, en mesurant la température dans un trou de forage (plusieurs mois après l'extraction de la carotte de glace) avec un thermomètre précis (b), l'auteure (a) a établi l'évolution de la température en fonction de la profondeur qu'elle a ensuite traduit en évolution de la température au cours du temps.

d'après Anaïs Orsi. 2015. Pour la science 458.

Reconstitution de la température au cours du temps à partir des mesures dans des trous de forage au camp WAIS

Les mesures ont été réalisées pendant l'hiver austral (juillet 2008) puis l'été austral (janvier 2009), elles donnent les mêmes résultats.

d'après Orsi et al.. 2012.

document 3 : variations de l'activité solaire au cours des derniers siècles

L'irradiance désigne la puissance du rayonnement solaire par unité de surface au sommet de l'atmosphère terrestre. Des modélisations climatiques indiquent qu'une baisse de l'irradiance de 5 W.m-2 réduit l'apport d'énergie solaire à la surface du globe et diminuerait la température de 0,25°C à 0,95°C.

Reconstitution de l'activité solaire, représentée par l'irradiance, depuis l'an 1000

d'après Bertrand. 2004 et Francou et Vincent. 2010.

document 4 : repérage de signaux volcaniques par mesure de la teneur en ions sulfate le long de la carotte de glace EPICA (Antarctique)

Les pics de sulfate résultent des émissions volcaniques soufrées, de leur transport dans l'atmosphère puis de leur dépôt dans les glaces polaires. Samalas, Kuwae, Tambora et Krakatau sont des volcans situés à proximité de l'équateur. Les dates d'éruption sont indiquées à côté du nom du volcan.

d'après Castellano et al.. 2005. et Lavigne et al.. 2013.

document 5 : effets du volcanisme sur le climat global

document 5a : variation moyenne de la température de surface à l'échelle mondiale, âge de 5 éruptions volcaniques de grande ampleur survenues depuis la fin du 19ème siècle et latitude des volcans

d'après NCAR (National Center for Atmospheric Research)

document 5b : effets atmosphériques des produits éruptifs

Lors d'une éruption volcanique, de grandes quantités de cendres, poussières et gaz soufrés sont éjectées dans l'atmosphère [...] en renvoyant vers l'espace une partie du rayonnement solaire incident, le voile de poussière stratosphérique formé par l'éruption peut engendrer une baisse sensible de la température.

D'autre part, ces microparticules (cendres et poussières) peuvent aussi former des noyaux de condensation favorisant la formation de nuages qui participent à l'augmentation de l'albédo de l'atmosphère terrestre.

Enfin, les gaz soufrés se transformant en aérosols sulfatés favorisent un refroidissement de la basse troposphère.

Cependant, [...] la durée de permanence des diverses particules dans l'atmosphère est limitée de 1 à 3 ans en fonction de l'importance de l'éruption. [...]

Si l'éruption a lieu aux basses latitudes, la répartition [des produits éruptifs] se fait graduellement sur l'ensemble du globe. En revanche, si l'éruption a lieu aux hautes latitudes, les particules ne se répandent pas en quantité significative en-deçà de 30° de latitude de l'hémisphère d'origine [...]

Lamb. 1972 in Rabatel. 2005.

Surfaces terrestres	Valeur moyenne de l'albédo
Océans	0,26
Continents	0,34
Forêt équatoriale	0,12
Etendue de sable	0,35
Etendue de glace	0,60