Bac Spécialité SVT 18 mai 2022 Asie

Exercice 2: (8 points) Les climats de la Terre: comprendre le passé pour agir aujourd'hui et demain - Silicates et climat

La jeune ONG "Project Vesta" ambitionne de réduire le réchauffement climatique en modifiant le sable de certaines plages.

A partir de l'exploitation de l'ensemble des documents et de l'apport des connaissances nécessaires, expliquez comment la technique développée par l'ONG Project Vesta pourrait contribuer à lutter contre le réchauffement climatique.

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

document 1 : évolution de la concentration en dioxyde de carbone atmosphérique entre 1850 et 2010


d'après ipsl.jussieu.fr

document 2 : l'approche de Project Vesta


Le projet Vesta consiste à recouvrir le sable de certaines plages composé en grand partie du quartz, avec des minéraux d'olivine dans la zone soumise à l'agitation des vagues. Tom Green, cofondateur de l'ONG, affirme que traiter 2 % des plages mondiales permettrait d'atténuer l'impact des activités humaines sur le climat.

d'après Filip Meysman &Francesc Montserrat. 2017. Negative CO2 emissions via enhanced silicate weathering in coastal environments. Biology letters 13. DOI:10.1098/rsbl.2016.0905

document 3 : altération des minéraux

De par ses propriétés et son abondance, l'eau se trouve impliquée dans toutes les altérations des roches et minéraux. En particulier, l'hydrolyse et la dissolution sont des phénomènes majeurs de l'altération des silicates.

Exemple de l'olivine:
Mg2SiO4 + 4 H2O + 4 CO2 → 2 Mg2+ + H4SiO4 + 4 HCO3–
Exemple du quartz:
SiO2 + 2 H2O → H4SiO4

L'acide silicique H4SiO4 est dissous dans l'eau et peut être intégré dans le squelette externe des diatomées (algues unicellulaires microscopiques).
Les ions bicarbonates HCO3– précipitent sous forme de carbonate de calcium (CaCO3) en présence d'ions Ca2+ présents dans les océans. Le CaCO3 constitue les roches calcaires et les squelettes externes de certains êtres vivants.

Précipitation des ions carbonates:
2 HCO3– + Ca2+ —>  CaCO3 + CO2

document 4 : comparaison de la dissolution du quartz et de l'olivine

Afin d'étudier la dissolution de l'olivine dans l'eau de mer, 0,1 mol d'olivine a été placée dans un bécher contenant 300 ml d'eau de mer. Le mélange est soumis à une agitation constante. La concentration en H4SiO4 est mesurée pendant 88 jours. La même expérience est réalisée avec 0,1 mol de quartz qui est un minéral peu altérable.


d'après Filip Meysman &Francesc Montserrat. 2017. Negative CO2 emissions via enhanced silicate weathering in coastal environments. Biology letters 13.

document 5 : étude de l'impact de l'agitation du milieu sur la dissolution de l'olivine

Le degré d'altération de la surface des grains d'olivine peut être estimé en mesurant le ratio magnésium/silicium (Mg/Si) grâce à une diffraction aux rayons X. Plus le ratio est élevé, moins le grain est altéré. Ici, trois échantillons d'olivine sont étudiés, un échantillon sec, un échantillon immergé dans de l'eau de mer non agitée pendant 100 jours, un échantillon immergé dans de l'eau de mer sous constante agitation pendant 100 jours.

*L'astérisque indique que le résultat de ce lot est significativement différent des autres.

d'après Filip Meysman &Francesc Montserrat. 2017. Negative CO2 emissions via enhanced silicate weathering in coastal environments. Biology letters 13.

document 6 : estimation de la quantité de CO2 libérée (valeurs positives) ou retirée (valeurs négatives) de l'atmosphère par kilogramme d'olivine utilisé au cours du projet

Processus Quantité de CO2 libérée ou retirée (en kg)
Minage et broyage + 7
Transport (pour 1200 km bateau + 150 km camion) + 39
Chargement / déchargement / mise en place + 3
CO2 retiré – 1049

d'après Koorneef & Nieuwlaar. 2019.


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