Ens. Scientifique · terminale

Chapitre 6 — L'atmosphère terrestre et le changement climatique

Illustration — L'atmosphère terrestre et le changement climatique

L'essentiel en 30 secondes

L'atmosphère terrestre a beaucoup évolué : initialement riche en CO_2 et pauvre en O_2, elle s'est transformée grâce à la photosynthèse et aux processus géologiques. Les données paléoclimatiques (carottes de glace, sédiments, pollens) permettent de reconstituer les climats passés. Le cycle du carbone fait circuler le CO_2 entre atmosphère, océan, biosphère et lithosphère. Les activités humaines perturbent ce cycle en libérant du carbone fossile.

Notions clés

Cycle du carbone: Ensemble des échanges de carbone entre les réservoirs (atmosphère, océan, biosphère, lithosphère). Les flux naturels sont quasi équilibrés ; les émissions humaines créent un déséquilibre.
Données paléoclimatiques: Indicateurs indirects (proxies) des climats passés : rapport isotopique $\delta$ ¹⁸O dans les glaces, pollens fossiles, cernes d'arbres, sédiments marins.
Carotte de glace: Cylindre de glace prélevé par forage (Antarctique, Groenland). Les bulles d'air piégées renseignent sur la composition atmosphérique passée (CO_2, CH_4).
Réservoir de carbone: Compartiment qui stocke du carbone : atmosphère (~900 Gt C), océan (~38 000 Gt C), biosphère terrestre (~2 000 Gt C), lithosphère (roches : des millions de Gt C).
Rapport isotopique δ¹⁸O: Rapport entre les isotopes ¹⁸O et ¹⁶O dans un échantillon. Varie avec la température : permet d'estimer les températures passées.

Formules

Rapport isotopique δ¹⁸O

\delta^{18}\text{O} = \left(\frac{(^{18}\text{O}/^{16}\text{O})_{\text{échantillon}}}{(^{18}\text{O}/^{16}\text{O})_{\text{référence}}} - 1\right) \times 1000

Condition : Exprimé en ‰ (pour mille). Un $\delta$ ¹⁸O plus négatif dans les glaces $\to$ température plus basse.

A retenir

La photosynthèse a transformé l'atmosphère primitive : elle a consommé le CO_2 et produit l'O_2. Sans les cyanobactéries, pas d'oxygène libre.
Le CO_2 atmosphérique et la température sont corrélés sur 800 000 ans (carottes de glace). Mais attention : corrélation $\neq$ causalité simple, il y a des rétroactions.
Les activités humaines déstockent en quelques décennies du carbone que la lithosphère a mis des millions d'années à stocker — d'où le déséquilibre.

Erreurs classiques

Erreur : Dire que le CO_2 est un 'polluant'

Correction : Le CO_2 est un gaz naturel indispensable (photosynthèse, effet de serre naturel). C'est son EXCÈS d'origine anthropique qui pose problème.

Erreur : Confondre corrélation CO_2/température et causalité simple

Correction : Le lien est réel mais complexe : le CO_2 amplifie le réchauffement, et le réchauffement libère du CO_2 (rétroaction positive). Ce n'est pas une cause unique.

Erreur : Penser que l'océan absorbe tout le CO_2 excédentaire

Correction : L'océan absorbe environ 25-30 % du CO_2 émis, mais ça provoque son acidification (baisse du pH) et sa capacité d'absorption diminue quand il se réchauffe.

Astuce méthode

Pour analyser un diagramme de carottes de glace, repère d'abord l'échelle de temps (en milliers d'années), puis compare les courbes CO_2 et température : elles varient en phase. Précise toujours que c'est une corrélation et mentionne les rétroactions.