Hyp : Variation du niveau des mers
IV. Climat et niveau des mers des 700 000 dernières années .
1. Les indices des modifications des niveaux la mer.
a) La grotte Cosquer. (Livre pages 58/59)
: http://www.culture.gouv.fr/culture/archeosm Pages 58/59
a grotte Cosquer est située dans lesL Calanques, près de Marseille, au cap Morgiou.
Elle est accessible par un tunnel, long de 175 mètres dont l'entrée est à 37 mètres de fond.
Unique au monde, cette grotte sous-marine abrite plusieurs dizaines d'oeuvres peintes et gravées, il y a environ 27 000 et 19 000 ans.
Sur les parois humides se côtoient chevaux, bisons et aurochs, bouquetins et chamois, divers cervidés, un félin et des animaux indéterminés.
En tout, 142 animaux.
Dans les grottes ornées paléolithiques, les animaux marins sont très rarement représentés.
Dans la grotte Cosquer, ils constituent une part non négligeable (11 %) de l'effectif total des figures. Pingouins, phoques, poissons et divers signes pouvant évoquer des méduses ou des poulpes ont été dessinés ou gravés dans la roche.
L'étude des pollens a révélé un paysage steppique, froid, avec peu d'arbres, parmi lesquels le bouleau et le pin.
b) Reconnaître un rivage fossile. (Livre pages 60/61.)
- Les traces d'anciennes plages révélées par les profils sismiques: doc 1 page 60 - Des carottages permettent de mettre en évidence:
- Les encoches d'anciens pieds de falaises: doc. 2 page 60
- Exemple : Les lignes de paléorivages autour de la grotte Cosquer : doc 3 page 61
Ces explorations ont ainsi permis de mettre en évidence au large de la grotte Cosquer (Phare de Planier) trois lignes de paléorivages et de les dater:
a) -à -50m de profondeur: le PR 50 daté de -8 500 ans, b) à -90 m de profondeur, le PR 90 daté de -11 700 ans, c) à -100m de profondeur, le PR 100 daté de -13 850 ans,
- Le bord des canyons, à -130 m, débouche sur les grands fonds (-20 000 ans).
On trouve ces paléorivages en différents endroits de la Méditerranée: en effet de très nombreuses plongées révèlent que plusieurs encoches se trouvent à la même profondeur dans la plupart des falaises, qui correspondent à des paliers successifs dans la montée des eaux:
- à -7m (-4 000 ans) - à -25m (-5 800 ans)
- à -36m (-7 000 ans): celui de la grotte Cosquer (daté grâce à des encroûtements calcaires d'algues et de coraux à l'entrée de la grotte).
Entrée : -37 m
Galerie : 175m
Profondeur (m) 0 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140
Variation du niveau de la mer, en méditerranée en fonction du temps.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Age (103
ans)
Exercice 2 page 81 (à rédiger comme un exercice type IIB) ... et si Platon avait redécouvert Atlantide ?
Voir correction rubrique « exercices et corrections. »
http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/histoire/d/latlantide-et-gibraltar_549/c3/221/p1/
c) L’étude des récifs coralliens : doc. Pages 62/63.
http://pagesperso-orange.fr/le_recif_corallien/
Ils sont formés principalement de squelettes calcaires sécrétés par des animaux coloniaux (les polypes) semblables à de petites méduses et vivent en symbiose avec des algues vertes microscopiques (les zooxanthelles). Ils construisent, à une vitesse moyenne d’un centimètre par an, leur squelette calcaire en puisant les éléments dissous dans l’eau de mer (essentiellement calcium, mais aussi strontium, uranium, magnésium...).
Les coraux apportent aux zooxanthelles qu'ils hébergent d'importante quantité de dioxyde de carbone, de phosphates et d'acides aminés. À partir de ceci, grâce à la photosynthèse, les algues élaborent des sucres qui seront ensuite utilisés par les coraux comme source d'énergie. Mais en utilisant ce dioxyde de carbone, elles déplacent l’équilibre des carbonates et facilitent ainsi la précipitation du carbonate de calcium, base du squelette des coraux.
Les coraux constructeurs de récifs possèdent des exigences écologiques très strictes :
- La salinité : tous les coraux vivent en eau salée et ne supportent pas les eaux trop diluées.
- La température : les formes récifales ne supportent pas des températures inférieures à 18°C et sont donc limitées aux couches superficielles des mers tropicales ; leur température optimale de développement se situe entre 25 et 29°C.
- La limpidité : les formes récifales recherchent des eaux claires, riches en oxygène.
- Le niveau d'eau : les coraux ne supportent pas l'émersion. En général, la croissance en hauteur des coraux s'arrête au niveau des basses-mers de vives-eaux. Par ailleurs, pour profiter de leur symbiose avec les zooxanthelles, ils doivent vivre dans une zone proche de la surface qui est éclairée (zone photique). Ils ne se développent pas au-delà de 45 m de
profondeur.
Exercice Type IIB.(Correction dans rubrique « exercice et correction »)
Les études portant sur les récifs permettent d’affiner la courbe tracée précédemment et de la généraliser à l’ensemble du globe.
MWP-1A : Débâcle des calottes polaires (voir exercice)
d) Reconnaître les traces des mouvements de la mer.(pages 66/67).
Le poudingue ferrugineux de l'albien (base de la série des craies du pays de Caux) est "une formation d'épaisseur irrégulière (quelques décimètres à 6 mètres) constituée d'un mélange d’éléments de taille variée :
- Galets - Graviers - Sable
- Argile glauconieuse
- Des débris de bois flottés et des cônes de Gymnospermes viennent s'y ajouter..."
La glauconie est une boue argileuse se formant en milieu marin à de faibles profondeurs (50 à 200m).
On reconnaît une association marquant un rivage peu profond avec un mélange d’éléments en provenance du continent.
La craie est "une roche calcaire, composée à plus de 90% de CaCO3. C'est une roche formée d’une accumulation de microorganismes, friable et poreuse.
des débris d'organismes consistant en :
- des éléments dissociés de coccolithophoridés, c'est-à-dire des Algues microscopiques, unicellulaires, munies de flagelles et vivant dans le plancton. Ces éléments dissociés de forme discoïdale sont appelés des Coccolithes et représentent de 20 à 50% de la craie.
http://www.mnhn.fr/mnhn/geo/Collection_Marine/themes_recherche/Pagecoccolithes.htm
On reconnaît une association formée en pleine eau, en milieu profond.
Les argiles observées le long de la coupe indiquent un milieu de plus en plus profond.
Ainsi, une variation verticale (colonne stratigraphique) témoigne d’une variation horizontale.
Le plateau continental est le lieu où les éléments détritiques apportés par les fleuves ou le vent se déposent par gravité:
les plus gros près du rivage, les plus fins sont transportés plus loin, les sédiments carbonatés se déposent sur la marge continentale. Il y a granoclassement horizontal.
L'extension des différentes roches
sédimentaires est fonction de la quantité d'apports détritiques et la profondeur du bassin de sédimentation. Cette extension va ainsi varier avec les mouvements d'avancée (transgression) ou de recul (régression) de la mer.
La séquence verticale des roches rencontrées lors d'un forage
(granoclassement vertical) va donc changer selon qu'elle a enregistré une phase transgressive (séquence positive) ou régressive (séquence négative).
Séquence positive : transgression Séquence négative : régression
Boues Galets
Argiles Graviers
Sables Sables
Graviers Argiles
Galets
Granoclassement +
- Boues
Granoclassement +
- Les variations du niveau de la mer modifient la surface des terres émergées.
Les roches sédimentaires par leur nature et leur extension enregistrent les variations relatives du niveau de la mer. Ces variations se manifestent notamment par des transgressions et des régressions sur les continents. (doc page 67)
PB : Comment expliquer qu’une variation de température entraîne une variation du niveau marin ? 2. Origine des variations du niveau de la mer au cours des 700 000 dernières années.
a) La destruction des calottes polaires.
Doc page 71 :
Bac S 2008 métropole
A partir de l'exploitation des documents complétée de vos connaissances, discutez en quoi l'évolution actuelle des glaces du pôle Nord pourrait participer directement ou indirectement à une modification du niveau marin.
document 1 : fontes de glace observées et expérimentales document 1a : surfaces des glaces observées au pôle Nord
Minimum annuel de l'étendue des glaces en 1979 Minimum annuel de l'étendue des glaces en 2005
document 1b : expériences de fonte de glaçons
d'après B. Urgelli site de l'ENS Lyon.
document 2 : albédo de quelques surfaces terrestres Nature de la surface Albédo (%)
Glace 50 à 60
Forêts 10 à 15
Océan 5à15
Sol nu ou roches 10 à 20
Document 3 : Etude expérimentale de la relation entre température et volume de l'eau Montage expérimental
Résultat : mesure de la hauteur d'eau dans la pipette
d'après 2002. Terminale S spécialité. Bordas Corrigé : http://www.didac-tic.fr/bac/ts08metropole/corrige.htm#s
b) Dilatation thermique de l’eau.( doc page73)
Les zones les plus chaudes
correspondent aux zones où le niveau de la mer est le plus élevé.
La dilatation de l’eau est un facteur prépondérant de l’élévation du niveau marin.
Plusieurs facteurs contribuent aux variations du niveau de la mer. Les phénomènes responsables sur des échelles de temps de 1 à 100 ans sont, d'une part,
- Des changements de volume des océans qui résultent essentiellement des variations de température (une eau chaude est plus volumineuse qu'une eau froide).
- D’autre part, des changements du contenu en eau des océans causés par les échanges avec les autres réservoirs de surface (atmosphère, réservoirs d'eau continentale, glaciers et calottes polaires).
c) La tectonique globale. (doc page 72)
Ce facteur modifie la taille des bassins océaniques et va jouer sur le niveau marin . nous reverrons cet élément au cours du prochain chapitre.
- Simulateur de montée des eaux France : http://menaceclimatique.free.fr/anim_carte_france.php Monde : http://menaceclimatique.free.fr/anim_carte_monde.php
BILAN : VARIATIONS DU NIVEAU DE LA MER ET SES CAUSES
Processus et origine Amplitude des
variations
correspondantes
Vitesse (ordre de grandeur)
Dilatation thermique de l’eau de
surface des océans (origine climatique)
Quelques dizaines à quelques centaines de
cm Siècle
Fonte des glaces continentales (origine
climatique) Centaine de mètres Dizaine à centaine de
milliers d’années Activité des dorsales (origine
géodynamique interne) Plusieurs centaines de mètres
Quelques millions à quelques dizaines de millions d’années
Les variations relatives du niveau de la mer à l'échelle mondiale sont contrôlées par le volume d'eau dans les bassins océaniques.
On considère que, pendant les 200 derniers millions d'années, le volume d'eau sous forme de glace, de liquide et de vapeur est constant à la surface de la Terre. Les principales causes des variations du niveau de la mer sont (pour les 700 000 dernières années) :
- La dilatation thermique de l'eau (de 10 à 20 cm par siècle) ;
- La formation et la destruction des calottes polaires (de l'ordre de la centaine de mètres en 10 000 à 100 000 ans)
PB : Comment affiner le modèle climatique, voir si on retrouve une périodicité des variations
climatiques sur une plus grande échelle de temps ainsi que les mêmes causes et conséquences sachant qu’au-delà de 700 000 ans, il n’y a plus de traces de glace et les indicateurs isotopiques sont moins utilisés car moins fiables.
