Notes sur le climat passé, actuel et futur

Chapitre 5 : Le climat passé, actuel et futur

I. Les climats actuels de la Terre

1. Variations climatiques depuis 1850

• Réchauffement climatique :
  • Température moyenne mondiale a augmenté d'environ 1°C depuis 1850.
  • En France, augmentation d'environ 3°C depuis 1900, avec une forte hausse après 1990.
  • Observations par satellites montrent un volume de glace polaire et de glaciers continentaux en diminution.
  • Exemple : Recul des glaces arctiques maximum observé en 2007.
• Indices de variation :
  • Modifications dans la migration des oiseaux.
  • Avancement des récoltes (blé, maïs) et vendanges.

2. Causes des variations climatiques depuis 1850

a) Influences astronomiques

• Dégagement orbital a entraîné un refroidissement à long terme durant deux mille dernières années.
• Non responsable de l’élévation rapide actuelle des températures.

b) Influence de l’Homme

• Augmentation de CO2 :
  • Passé de 208 ppm en 1850 à 405 ppm aujourd'hui.
  • Activités humaines (combustibles fossiles, agriculture) augmentent les gaz à effet de serre.
• Effet de serre additionnel :
  • Gaz à effet de serre amplifient les effets naturels.
  • Acidification des océans due à la suraccumulation de CO2.

3. Climat et temps : définitions

• Météorologie vs climat :
  • Météorologie : temps à un moment donné.
  • Climat : moyenne sur de longues périodes, plus stable dans le temps.

II. Les variations climatiques au Précambrien

1. À l'Hadéen (-4,5 à -3,8 Ga)

• Atmosphère formée par dégazage intense.
• L’eau s’est condensée, formant les premiers océans avec un cycle de l’eau.

2. À l'Archéen (-3,8 à -2,5 Ga)

• Transition vers une atmosphère oxydante.
• Présence de Banded Iron Formations (BIF) indiquant le dioxygène libre.

3. Au Protérozoïque (-2,5 Ga à -542 Ma)

• Atmosphère devient oxydante, oxygène se diffuse dans l’atmosphère.

4. Évolution de l'atmosphère et vie

• Apparition de cyanobactéries photosynthétiques à -3,5 Ga favorisant le dioxygène.

III. Les variations climatiques de -540 Ma à -800 000 ans

1. Indices sédimentologiques et paléontologiques

• Roches sédimentaires enregistrent le climat au moment du dépôt.
  • Exemples de fossiles : foraminifères, indicateurs de paléotempératures.
• Fossiles de végétaux indiquent les types de climats passés.

2. Reconstitutions climatiques et périodes glaciaires/interglaciaires

• Oscillations entre périodes froides et chaudes influencées par les niveaux de CO2.

3. Causes des variations climatiques

a) Activité magmatique

• Production éruptive de CO2 amplifie l'effet de serre.

b) Altération chimique des roches

• Consomme CO2, affectant le climat.

c) Piégeage de la matière organique

• Fossilisation diminue le CO2 atmosphérique.

d) Rétroactions positives/négatives

• Modifications de l'albédo influencent la température.

IV. Variations climatiques de -800 000 ans à aujourd'hui

1. Enregistrements paléoclimatiques

• Analyse de glaces polaires et bio-indicateurs comme les pollens permettent de retracer les climats.

2. Influence des paramètres astronomiques

• Cycles orbito-solaires influencent l'insolation et donc le climat.

3. Paramètres amplificateurs et autres facteurs

• Gaz à effet de serre amplifient le climat via rétroactions.
• Activités volcaniques et variations de l'activité solaire influencent les périodes de refroidissement comme le petit âge glaciaire.

V. Vocabulaire clé

• Albédo : rapport entre énergie réfléchie et énergie solaire reçue.
• Cycle de Milankovitch : variations des paramètres orbitaux influençant le climat.

Conclusion

• L’homme contribue significativement au réchauffement actuel.
• Comprendre l’évolution passée du climat est crucial pour anticiper le futur et mettre en place des actions pour limiter l’impact du changement climatique.