Terminale Enseignement Scientifique SVT Thème 1 – Chapitre I
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Activité 4 : Comment circule le carbone entre les différents réservoirs sur Terre ?
Savoir-faire Savoirs
- Analyser un schéma représentant le cycle biogéochimique du carbone pour comparer les stocks des différents réservoirs
- Identifier les flux principaux de carbone d’origine anthropique ou non.
- Lieu de stockage du carbone - Échanges de carbone et flux
Le carbone entre dans la composition de nombreuses molécules chimiques, c’est l’atome caractéristique de la matière organique constituant le vivant. Il est présent dans les enveloppes de la Terre qui forment des réservoirs naturels entre lesquels circule le carbone : c’est le cycle du carbone.
Ressources :
- Documents 1 à 5
- Documents 1 à 3 p.36 et 37 livre Hatier - Animation le cycle du carbone (svt4ever.fr)
Problème 1 : Comment se répartit le carbone sur Terre ? 1. À partir du document 1, le document 1 du livre et de l’animation :
- indiquer les différentes formes de carbone présentes dans le cycle - proposer une définition de « réservoir »,
- identifier les quatre réservoirs de carbone.
2. À partir des documents 2 et 3, justifier le caractère non renouvelable des stocks de combustibles fossiles.
Problème 2 : Comment se caractérisent les flux de carbone ? 3. À partir des documents 1 et 2:
- proposer une définition de « flux »,
- montrer que les flux naturels sont équilibrés,
- préciser quelle en est la conséquence sur les quantités de carbone dans les réservoirs.
Problème 3 : Comment se réalisent les échanges de carbone ?
4. À partir des documents 1 à 4, identifier le cycle court et le cycle long du carbone.
5. Expliquer si ces cycles sont à l’équilibre.
Problème 4 : Quelle est l’influence des activités humaines sur le cycle du carbone ?
6. À partir des documents 1, 5 et ceux di livre montrer, avec les données chiffrées, l’impact anthropique sur le cycle du carbone.
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Document 1 : Une représentation du cycle du carbone - @SVTDijon et @eduscol.education.fr
Document 2 : Un exemple de flux de carbone - @LivreScolaire
Flux en gigatonnes par an Pour les réservoirs, les valeurs sont données en gigatonnes de carbone.
Les nombres en rouge dans le réservoir atmosphérique correspondent aux modifications anthropiques cumulées depuis le début de l’ère industrielle. Les nombres en rouge indiqués entre parenthèses au niveau de certains flux indiquent les perturbations anthropiques moyennes, entre les années 2000 et 2009.
Naturels Anthropiques
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Document 3 : La formation de combustibles fossiles - @PlanetTerre
Les êtres vivants sont constitués principalement de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène. Lorsqu'un être vivant meurt, sa matière organique est décomposée par l'activité microbiologique. Dans un milieu aérobie (où le dioxygène circule librement), tout le carbone est transformé en dioxyde de carbone (= phénomène de minéralisation). En revanche, si la matière sédimente dans un milieu anaérobie (comme certains fonds marins par exemple), la transformation de la matière organique en CO2 s'arrête dès que tout le dioxygène initialement présent a été consommé. La plus grande partie de la biomasse subit une minéralisation totale et seule une très faible partie, environ 1%, se dépose. C'est cette fraction qui est à l'origine du pétrole, du gaz naturel et du charbon.
Document 4 : Réponse d’un scientifique, Mirko Saam, à un adolescent. (04/09/2011-RTS)
« Les énergies fossiles (gaz naturel, le pétrole et houille de laquelle on extrait le charbon) mettent des millions d'années à se former. Le temps exact de leur formation dépend de différentes conditions (température, pression, profondeur, etc.). Selon les spécialistes, les gisements actuels datent de deux périodes principales (200 à 350 millions d'années ou 20 à 150 millions d'années). On estime que moins de 1% de la biomasse des êtres vivants qui ont peuplé la terre a été enfouie dans le sol ou a sédimenté au fond des mers et des océans pour former les ressources fossiles.
Ces ressources, sont donc présentes en quantité limitées et se renouvellent beaucoup plus lentement que nous les utilisons. Pour se donner une meilleure idée du problème on peut faire un petit calcul : si l'on compare le temps de formation des énergies fossiles (env. 200 millions d'années) à une durée d'une semaine, les hommes commencent à utiliser les énergies fossiles le dimanche à moins d'une seconde de minuit. A minuit, les énergies fossiles sont épuisées.
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Document 5 : L’évolution de la concentration en CO2 dans l’atmosphère depuis 1900 - @SVTDijon
Avant 1800 (début de l’ère industrielle), la teneur dans l’atmosphère était inférieure à 0,28‰
