Cryosphère & climat

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La cryosphère se compose de glace et de neige qui se présentent sous différentes formes.

La cryosphère

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Consignes

Consigne générale

En fondant, le pergélisol modifie le trait de côte (ici d'Alaska), libère du méthane et du mercure accumulé dans la matière organique ce qui favorise la méthylation du mercure en le rendant plus bioassimilable et toxique (Photo:U.S. Geological Survey)

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Les composantes de la cryosphère La cryosphère se compose de glace et de neige qui se présentent sous différentes formes :• dans l’océan : la banquise, correspondant à de la glace. Elle est composée d’eau de mer glacée ;• sur les continents : les glaciers sur les terres émergées, les deux calottes glaciaires (le Groenland et l’Antarctique), le pergélisol (sol gelé en permanence, aussi nommé permafrost en anglais), la « neige saisonnière », ainsi que les lacs et fleuves gelés. Les glaciers et les calottes glaciaires sont issus d’une accumulation graduelle de neige, qui avec le temps se comprime jusqu’à former de la glace, s’écoulant ensuite très lentement en aval. Les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique atteignent par endroits plusieurs kilomètres d’épaisseur. Une fois la côte et l’océan atteints suite à leur écoulement, les calottes glaciaires forment des plateformes épaisses de glace flottantes rattachées à la terre, que l’on qualifie de plateforme de glace.

La cryosphère désigne toute l’eau gelée présente à la surface de la Terre. Sur la planète, il existe différents réservoirs d’eau gelée. Les images satellites suivantes permettent de les mettre en évidence.

Vous disposez du matériel ci-dessous :

• Deux cristallisoirs
• Un fragment de roche
• Un feutre
• De l'eau
• Des petits glaçons

Votre smartphone peut vous servir si besoin à prendre des photos, éclairer, chronométrer ...

https://youtu.be/M54qJiA3kuQ

Imaginez et réalisez un protocole rigoureux permettant de tester l'affirmation : "l'élévation progressive du niveau de la mer depuis les années 1970 n'est pas liée à la fonte de la banquise mais à celle des glaciers et calottes de glace continentales"

Cliquez ci-dessous pour accéder au graphique interactif des glaces de mer. https://nsidc.org/arcticseaicenews/charctic-%20interactive-sea-ice-graph/ Charctic Interactive Sea Ice GraphTo see a corresponding daily sea ice concentration image, click on a line in the chart. Sea ice extent is derived from sea ice concentration. Images...Nsidc

Paramétrez le graphique interactif pour produire une image (capture ou dessin) montrant l'évolution de la banquise de 1979 à nos jours. Décrivez cette évolution en quelques phrases.

Construisez un schéma de la boucle de rétroaction liée à la fonte du pergélisol. Vous préciserez s'il s'agit d'une rétroaction positive (effet amplificateur du réchauffement) ou négative (effet stabilisateur du climat). Aides :

• débutez votre schéma par : activités humaines -> hausse des émissions de CO2 ->...
• s'agissant d'une boucle de rétroaction, votre schéma aura une forme montrant clairement cette boucle

Au-delà des conséquences sur le niveau marin, quelles conséquences sur les populations humaines peut avoir la fonte des glaciers continentaux ?

Travail en équipe de 4 élèves Consultez les différentes ressources disponibles sur la carte et les 4 consignes (en rouge). Répartissez-vous le travail : vous avez une heure pour produire un compte-rendu d'équipe sous la forme de votre choix. Barème :

• 4 points par problème résolu (rigueur, illustrations...) x4 => 16 points.
• 4 points pour la créativité, l'originalité, le soin apporté à la production.

D'après un travail Mélanie Fenaert 2023 CC BY NC SA Sources : Lelivrescolaire Terminale enseignement scientifique, Océans et cryosphère (OCE), Wikipedia, vidéo Le Huffington Post

Des effets amplificateurs ou stabilisateurs

• Certains phénomènes amplifient, par rétroaction positive, le réchauffement climatique global :
  • la fonte des glaces diminue l'albédo terrestre, favorisant l'absorption des rayonnements ;
  • le réchauffement favorise l'évaporation de l'eau créant de la vapeur d'eau qui est un gaz à effet de serre
• D'autres phénomènes ralentissent ce réchauffement (rétroaction négative) :
  • l'océan possède une inertie thermique et se réchauffe moins vite que l'air et le sol. Par dilatation thermique, le réchauffement climatique entraîne une hausse du niveau marin ;
  • l'activité photosynthétique des arbres en croissance consomme du dioxyde de carbone, ce qui ralentit l'augmentation de la concentration en gaz à effet de serre dans l'atmosphère tant que la couverture végétale augmente.

• Calotte glaciaire : c'est un glacier d'eau douce très étendu, qui recouvre 98 % du continent Antarctique. Sa surface totale est d'environ 14 millions de km², et son épaisseur maximale est de 5 000 m. La calotte glaciaire (jusqu'à 3 000 m d’épaisseur) recouvre en grande partie le Groenland et le continent Antarctique. Ces calottes se sont formées par accumulation de neige sur de très longues périodes et s’apparentent en quelque sorte à des glaciers géants de glace non salée. Les calottes ou glaces continentales sont des glaciers posés sur les continents. • Banquise : couche de glace (au maximum quelques mètres d’épaisseur) formée à la surface de la mer par congélation d'eau salée. Elle se forme pendant l’hiver polaire par congélation de l’eau de mer si la température le l’eau salée est inférieure à -1,8 °C. Son contenu en sel varie de moins d’1 g/kg de glace à environ 10 g/kg de glace. Par comparaison, la salinité de l’eau de mer est d’environ 35 g/kg. En hiver, la banquise entourant l'Antarctique recouvre jusqu'à 20 millions de km² d'océan. En été, elle disparaît presque complètement.