Aide : - Fiche Technique «Utilisation d'excel 2016» - Fiche Technique «création d'un graphique avec Excel» - Documents ressources

THEME 2b – Les climats de la Terre

TP6 – Apport des foraminifères dans la reconstitution des climats récents du passé

Les données recueillis depuis des dizaines d’années attestent de changements climatiques à l’échelle locale. Des données plus récentes acquises grâce à l’étude des glaces et des foraminifères présents dans sédiments marins s’est avérée cruciale pour reconstituer les paléoclimats.

On cherche à déterminer comment la proportion de foraminifères dans les forages océaniques peut-être un indicateur du climat et être utilisé pour apporter des précisions sur les climats anciens, notamment à l’Holocène (les 11700 dernières années) et le Pléistocène (-11700 à -2,58 Ga)

Matériel possible :

- ordinateur et logiciels Excel 2016 et Google Earth Pro - Fichier U938.xls

- Fichier rc13229_benthic.xls - Fichier rc13110_benthic.xls - Fichier odp677_benthic.xls

- Fichier Localisation des forages Les_donnees_des_sediments_oceaniques.kmz

Aide :

- Fiche Technique « Utilisation d'Excel 2016 »

- Fiche Technique « création d'un graphique avec Excel » - Documents ressources

Activités et déroulement Capacités et indicateurs de réussite

1- Étape A-1 (donnée plus bas pour ce TP) : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème

Proposer une stratégie de résolution réaliste, à partir des ressources, du matériel et du protocole d’utilisation proposés, permettant de reconstituer le climat passé à partir de l’étude des foraminifères

- Lire les ressources « thermomètre isotopique » - Lite la stratégie proposée

2- Étape A-2 Mettre en œuvre les deux protocoles :

Partie 1 : Construction d’un diagramme de l’abondance des Foraminifères en fonction du temps

Partie 2 : Le δ¹⁸O des carbonates

Appeler le professeur pour vérification et/ou obtenir une aide

3- Étape B-1 Sous la forme de votre choix, présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la résolution du problème.

4- Étape B-2 Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Conclure sur l’apport des foraminifères sur l’étude des évolutions climatiques.

Rangez et nettoyez votre espace de travail

Recenser, extraire et organiser des informations Proposer une hypothèse

Réaliser une manipulation Suivre un protocole

Utiliser l’outil informatique pour traiter des données sous forme de graphiques

Communiquer et utiliser des outils informatiques Mon compte rendu est clair, synthétique et dans un langage

scientifique approprié

Gérer et organiser le poste de travail

Ressource importante : comprendre ce qu’est un thermomètre isotopique

Isotopes : chacun des différents types d’atomes d’un même élément, différant par leur nombre de neutrons mais ayant le même nombre de protons et d’électrons ainsi que les mêmes propriétés chimiques.

L’élément oxygène existe sous 2 formes isotopiques

O et

O. L’eau est donc un mélange de molécules de H

0 et H

0. Les physiciens utilisent des spectromètres de masse pour mesurer ces proportions, ils établissent alors le rapport δ

O en comparant le rapport

O/

O dans la glace (ou l’eau) à un rapport de référence (le rapport

O/

O moyen des océans). On peut établir une

relation entre le δ

O dans la neige (ou l’eau) et la température atmosphérique au moment de la précipitation.

Sur l’ordinateur, lancez la clé étamine, puis dans le menu (barre des tâches en bas à droite), allez dans Géodynamique externe > 018/016 Après avoir lancé l’animation, essayez de comprendre pourquoi on peut parler de thermomètre isotopique ?

La mesure du δ¹⁸O de la glace permet donc d’estimer la température au moment de la chute de neige correspondante en comparant avec les valeurs actuelles.

Le δ¹⁸O de la glace sera donc plus élevé pendant la période chaude que pendant la période froide. Il en va de même pour le δ¹⁸O de l’atmosphère au-dessus des pôles.

Stratégie proposée pour l’étape A-1 :

Objectif = compter le nombre de foraminifères et déterminer la température de l’eau de surface à l’aide du graphique « abondances relatives des différents

foraminifères en fonction de la température de l’eau de surface ». Lorsqu’il y a beaucoup de Neogloboquadrina pachyderma et pas beaucoup de Globigerina bulloides et de Globigerina ruber, la température est basse et inversement.

Il faut observer les variations du Δ18O des sédiments océaniques. On utilisera les données des différents organismes présents dans la mer. Plus l’eau sera concentrée en ¹⁸O, plus il y aura de glace et plus la température sera froide et inversement.

Document ressource 1 :

Document ressource 2 :

Document ressource 3 :

Le δ

O des carbonates des sédiments océaniques

Le test des Foraminifères est carbonaté (CaCO3) et fabriqué à partir des ions HCO

et Ca

prélevés dans l’eau de mer. Le δ

O des ions HCO

est en équilibre avec celui de l’eau de mer. Le δ

O des tests carbonatés varie donc avec celui de l’eau de mer. L’

O se partage dans le stock d’eau entre l’eau de mer et la glace.

Étant donné le comportement des deux isotopes, on voit que l’

O reste préférentiellement dans l’eau de mer. Plus il y a de glaces, moins il y a d’eau de mer et plus celle-ci est concentrée en

O.

Le δ

O des sédiments permet donc d’estimer le volume de glaces : plus il est élevé, plus il y a de glace.

Quand les mesures concernent des organismes planctoniques, elles donnent accès aux changements du volume des glaces et de températures ayant

affectés les couches superficielles des océans. Elles peuvent aussi traduire des événements plus localisés, comme des arri vées d’eaux douces (fontes)

ou des anomalies liées à une exceptionnelle pluviosité, ou inversement, évaporation. Quand elles concernent des organismes benthiques, sensés ne

pas avoir été contraints par des changements de température superficielle, c’est un signal plus global de changement du volume des glaces, et donc du

niveau marin, qui est obtenu.

Les fichiers sont tous dans l’espace partagés de vos classes  SVT spécialité  TP6

Protocole 1

Matériel : Fichier Excel

Résultats de comptages sur les différents échantillons correspondant à différents niveaux d’une même carotte (Comptage des Foraminiferes – forage) U938

Consigne : Construire à partir du comptage un graphique de l’abondance de différentes espèces de Foraminifères en fonction du temps

Protocole 2

Matériel : Fichiers Excel rc13229_benthic.xls , Fichier rc13110_benthic.xls, Fichier odp677_benthic.xls, donnant le δ

O dans des sédiments en fonction du temps et/ou de la profondeur dans la carotte.

Fichier Localisation des forages Les_donnees_des_sediments_oceaniques.kmz localisant les carottages, dans Google earth les données des sédiments océaniques

Consigne : Après avoir visualisé les localisations des forages à l’aide de Google Earth, ouvrir un fichier Excel et utiliser les fonctionnalités du tableur

pour construire le graphique donnant δ

O en fonction du temps. Mettre en parallèle les données des trois carottages (3 graphiques indépendants)

DOCUMENT DE REFERENCE 1 : LIEN ENTRE TEMPERATURE ET CONTENU DES SEDIMENTS Document de référence 1: Lien entre température et contenu des sédiments

Température Fraction détritique Foraminifères

Abondance Taille Diversité Espèces

Province arctique Neogloboquadrina pachyderma senestre

Province subarctique Neogloboquadrina pachyderma dextre

Province tempérée Globigerina bulloides

Globigerina quinqueloba

Province subtropicale

Globigerina ruber

DOCUMENT DE REFERENCE 2 : PLANCHE POUR L’IDENTIFICATION DE QUELQUES MICROFOSSILES A gauche la face ventrale et à droite la face dorsale

Compte-rendu TP 6 : Grille de Notation

Nom Prénom : Date :

Nom Prénom : Note : /20

ETAPE B-1 : Résultats

Présenter les résultats pour les communiquer Je présente une production :

- techniquement correct (soignée, lisible, approprié, …)

- bien renseignée (informations complètes et exactes dans le cadre du moyen de communication choisi)

- bien organisée (informations traduites dans le sens du problème à traiter)

Niveau A = trois critères

Niveau B = deux des trois critères Niveau C = un seul des trois critères Niveau D = rien à valoriser

5 pts 3 pts 1 pts 0 pts ETAPE B-2 :

Conclusion

Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème - J’exploite l'ensemble des résultats = je vois

- J’intègre des notions (issues des ressources ou connaissances) = je sais - Je construis une réponse au problème posé explicative et cohérente intégrant les résultats = je conclus

Niveau A = trois critères

Niveau B = deux des trois critères Niveau C = un seul des trois critères Niveau D = rien à valoriser

5 pts 3 pts 1 pts 0 pts