TP exploratoire – séance 1
Source : ncdc.noaa.gov
Source : Météo France.
Matériel / documents
Activité(s) Critères de réussite
Voir ci-
dessous. Utiliser les données disponibles afin de répondre à la problématique.
✗
Utilisation correcte de la fiche-
technique et du logiciel
✗
Compte-rendu clair des résultats,
respect des canons de la rédaction scientifique.
Remarque importantes (et qui ne doivent pas effrayer). D est le deutérium, l'isotope de l'hydrogène dont le noyau possède, en plus du proton « classiquement » présent, un neutron.
18O est l'isotope de l'oxygène dont le noyau est fait de 8 protons et 10 neutrons (contre 8 protons et 8 neutrons pour l'oxygène 16, isotope le plus répandu de cet
élément.
Pour chaque élément, on peut mesurer le rapport de concentrations entre les deux isotopes dans un échantillon – les données ci-dessous utilisent ces mesures dans les molécules d'eau de la glace. Plutôt que de « manipuler » ces rapports, les scientifiques utilisent souvent l'écart de ces rapports à un échantillon standard – ici la valeur des rapports isotopiques dans « l'eau de mer moyenne des océans » (SMOW : standard mean ocean water), cet écart étant rapporté à la valeur dans le standard :
δ =((Réchantillon/Rstandard) – 1)*1000
avec R=[
18O]/[
16O] ou R=[D/H] selon l'élément utilisé.
On dispose de données suivantes:
- L'eau de pluie et le climat : cartes des températures de l'air et du δ
18O et relevé sur quelques stations en page 3 ;
- Un document sur le δD en fonction de la température : δD – température ;
- Les valeurs de delta
18O des molécules d'eau de la glace et les teneurs en gaz à effet de serre (CO et méthane) des bulles d'air emprisonnées dans la glace : à ₂ GISP et Taylor dome (suivez les liens ou, si cela ne fonctionne pas, ouvrez les fichiers « à la main ») ; - Des analyses dans les glaces de sondages réalisés au Groënland : sondage Bird, sondage GRIP et sondage GISP ;
des analyses dans les glaces de sondages réalisés en antarctiques : sondages Taylor Dome et Vostok.
- Des informations sur les glaciers (voir ci-dessous).
Doc.A « Les glaciers »
Un glacier est une masse de glace plus ou moins étendue qui se forme par le tassement de couches de neige accumulées : écrasée sous son propre poids, la neige expulse l'air qu'elle contient, se soude en une masse compacte et se transforme en glace.
Un glacier s'écoule lentement sous l'effet de la gravité le long de la pente et flue à cause de son propre poids.
Pour qu'un glacier se constitue ou se maintienne, il faut que l'apport de neige excède ou équilibre la perte de glace due à la fonte et au glissement de la masse d'eau gelée vers l'aval. L'altitude minimale pour l'obtention des conditions nécessaires à la formation d'un glacier varient selon le climat et la latitude d'une région.
Illustration A-1. Le glacier Schlatenkees en Autriche.
Le front d'un glacier peut être amené à avancer ou à reculer dans une vallée. Ces mouvements sont le résultat d'un déséquilibre entre apport de neige et fonte : lorsque le bilan hydrique annuel est négatif, le glacier entre dans une phase de recul et réciproquement. Il faut bien comprendre que quand on parle d'un recul glaciaire, ce n'est pas le glacier qui recule, la glace continuant d'avancer vers la bas de la vallée, c'est la position du front glaciaire qui se déplace vers le haut de la vallée.
Illustration A-2. Les différents éléments d'un glacier.
On peut distinguer trois zones dans un glacier :
- la zone d'accumulation : c'est la partie du glacier où les précipitions de neige se transforment en glace. Elle correspond à la zone des neiges éternelles et par conséquent la glace est rarement mise à nu. La zone d'accumulation correspond en général à 60 à 70% de la superficie d'un glacier alpin ;
- la zone de transport : c'est la partie du glacier où la fonte reste limitée et où le glacier est le plus épais. L'érosion glaciaire y est à son maximum ;
- la zone d'ablation : c'est la partie du glacier où la fonte importante provoque la diminution de l'épaisseur du glacier jusqu'à sa totale disparition au niveau du front glaciaire qui peut prendre la forme d'une falaise, d'une colline, d'un amas désorganisé de glace...
La ligne d'équilibre d'un glacier est la limite qui sépare la zone du glacier où le bilan en masse est excédentaire et la zone du glacier où le bilan en masse est déficitaire.
Illustration A-4. Relation âge profondeur dans les calottes antarctiques et groenlandaises
Les couches successives de neige qui forment le glacier emprisonnent lors de leur formation poussières, pollens, polluants et piègent des bulles d'air qui conservent la teneur des gaz composant l'atmosphère à l'époque de piégeage. Ces informations font d'un glacier un véritable livre relatant l'évolution de
l'atmosphère durant des centaines de milliers d'années. Des forages (Vostok en Antarctique, GISP, GRIP au Groenland) permettent de remonter des carottes de glace et d'analyser la composition de
l'atmosphère et des précipitations à l'époque de la formation des strates.
Une « petite »calotte glaciaire : le Vatnajokull, en Islande (surface totale : environ 8000 km2). L'inlandsis antarctique, d'une surface de 13500000 km2 recouvre presque tout le continent.
