TP24 Les Climats au Cénozoïque Mésozoïque et Paléozoïque M Pairel

TP24

Les variations climatiques des 500 derniers millions d'années

L’évolution du climat peut aussi être étudiée à des échelles de temps géologiques plus longues, comme pendant l’ensemble du Cénozoïque (de – 66 millions d’années à aujourd’hui, pendant le Mésozoïque (de - 245 à – 66 millions d’années) et pendant le Paléozoïque (de - 540 millions d’années à – 245 millions d’années). On cherche à caractériser le climat de la Terre pour le Cénozoïque, le Mésozoïque et le Paléozoïque à partir de nouveaux indices.

Mission

Le climat depuis le début du Cénozoïque

L'axe des ordonnées est inversé !

Les tests (coquilles) de foraminifères ont été obtenus par forage réalisés dans le Pacifique et l’ Atlantique. L’évolution de la température des océans reflète celle de l’atmosphère. Se rappeler comment évolue le delta 18O des foraminifères avec la température et le volume de glace stocké !

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Question 2: À l'aide des documents suivants

Proposer un scénario pour expliquer l'évolution du climat depuis le cénozoïque

Position des continents au Crétacé (- 65 Ma) et il y a - 50 Ma

Au crétacé (-65 Ma)

- 50 Ma

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Mise en place de la circulation circum polaire

Ce courant marin froid (autour de 1°C même lors de l’été austral) autour de l’Antarctique, fonctionnel dès le Miocène (il y a 23,5 Ma) grâce à l’ouverture du passage du Drake entre la Terre de Feu (Amérique du sud) et la péninsule antarctique et l'éloignement de l'Australie, a favorisé l’installation d’une calotte glaciaire sur l’Antarctique.

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Question 3: à l'aide des indices apportés par les roches sédimentaires

Caractériser les climats du Mésozoïque (ex du Crétacé) et du Paléozoïque (ex du Permo-Carbonifère)

Indices apportés par les roches sédimentaires

Certaines roches sédimentaires se forment dans des conditions climatiques précises et sont donc les témoins du climat qui existait lors de leur formation.

Indices sédimentaires du Permo-Carbonifère

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Indices sédimentairesdu Crétacé

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Question 4: Exploiter chaque document afin

d'identifier leur impact sur le cycle du carbone et donc sur le climat

Document de référence

Flux et stocks de carbone actuels. Le carbone de l'atmosphère est essentiellement contenu dans des molécules de CO2

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Piégeage de la matière organique et climat

Mettre en relation le puit de carbone réalisé par la fossilisation de la matière organique et le taux de CO2 atmosphérique

FORMATION DEs CHAINEs DE MONTAGNE et climat

Lors de la formation des chaînes de montagnes, l'atération des roches conduit à une consommation de CO2 (voir équation)

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Explication (assez simpliste) de la consommation de CO2 lors de l'érosion

Production de lithosphère océanique et climat

Mettre en relation production de lithosphère océanique, taux de CO2 atmoshérique et climat au Carbonifère et au Crétacé.

Frise chronologique

Et maintenant

Le corrigé

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Caractériser Le climat depuis le début du Cénozoïque

L'axe des ordonnées est inversé !

On observe depuis le Cénozoïque une augmentation du delta 18O des foraminifères (de -2 à +4 pour mille). Or on sait que plus le delta 18O des foraminifères est important, plus la température des océans est froide et plus il y a d'accumulation de glace sur les calottes glaciaires. On en déduit que la température globale de la Terre a diminué depuis le début du Cénozoïque.

Proposer un scénario à ce refroidissement

Entre - 65 Ma et 50 Ma jusqu'au Miocène (- 23 5 Ma), on observe par une dérive des continents, une séparation de la péninsule Antarctique de l'Australie et le l'Amérique du sud (ouverture du passage du Drake) ce qui a permis l'installation d'un courant froid circum polaire. Cette circulation a permis la mise en place d'une calotte glaciaire sur l'Antarctique. Or on sait que l'albédo des glaces est important et proche de 1; dans ce cas, le sol asorbe peu d'énergie thermique en provenance du soleil et se refroidit.

On en déduit que la dérive des continents a permis l'installation d'une calotte glaciaire Antarctique à fort albédo entrainant un refroidissement de la terre et ce, depuis le Miocène.

Question 3: à l'aide des indices apportés par les roches sédimentaires

Caractériser les climats du Mésozoïque (ex du Crétacé) et du Paléozoïque (ex du Permo-Carbonifère)

Caractériserle climat du Permo-Carbonifère

Au Permo-Carbonifère, on observe que les continents sont rassemblés en un super contient: la Pangée. Les roches sédimentaires de cette période montrent la présence de tillites aux pôles, surtout dans l'hémisohère sud, caractéristiques d'un climat froid et de la présence de glaciers. Au niveau de l'équateur et des tropiques, on observe des évaporites, des bauxites et des latérites déposées sous climat chaud. Globalement le climat était froid (+11 - + 16°C) avec une extension des glaciers importante dans l'hémisphère sud

Caractériser le climat du Crétacé

Au Crétacé on observe l'absence de tillites et la présence de Bauxites , de latérite et d'évaporites jusqu'à de grandes latitudes. On sait que ces trois roches sont des indices d'un climat chaud. On en déduit qu'au Crétacé, le climat global était chaud (+ 18°C)

Une planète bleue au Crétacé

Au crétacé, on note la présence de vastes étendue d'eau qui recouvrait certains continents (bleu clair), notamment l'Europe

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Modification du cycle du carbone

l'érosion des chaînes de montagnes permet une consommation de CO2 et donc une diminution de l'effet de serre et un refroidissement

Le piégeage de la matière organique par fossilisation (charbon, pétrole) fait baisser la teneur atmosphérique de CO2 (GES) donc moins d'effet de serre et est donc responsable d'un climat plus froid.

Une forte expansion océanique permet l'émission de CO2 par volcanisme au niveau des dorsales et donc un effet de serre plus important donc un réchauffement.

Frise chronologique

Consommation de CO2 Climat froid

Consommation de CO2 Climat froid

Installation calotte glaciaire à fort albédo Climat froid

Libération de CO2 Climat chaud

Puit de CO2 Climat froid