Innover en svt

19 octobre 2020

Concours internes 2021: les dates officielles

apprentissage

Concours internes

Les épreuves écrites se dérouleront de janvier à avril 2021.

  • Agrégation interne et Caer : du mardi 26 au vendredi 29 janvier 2021
  • Le dossier de Raep, support de l'épreuve d'admissibilité des concours internes du Capes , du Capet et du Caplp, devra être envoyé en recommandé simple et en double exemplaire au plus tard le lundi 30 novembre 2020, à LOG'INS, ZA des Brateaux / Pôle Eurologistics, Bâtiment F, Porte B / Rue des 44 Arpents / 91100 VILLABÉ. Les candidats devront préciser sur l'enveloppe d'expédition l'intitulé du concours et de la section choisie.

Le fait de ne pas faire parvenir le dossier dans le délai et selon les modalités ainsi fixés entraînera l'élimination du candidat.

 

Le calendrier des concours de recrutement d'enseignants du second degré de la session 2021

Les inscriptions aux concours de recrutement de personnels enseignants du second degré (Agrégation, Capes, Capeps, Capet et Caplp) de la session 2021 ont eu lieu aux mois d'octobre et novembre 2020. Les épreuves écrites et orales se déroulent de janvier à juillet 2021.

 

 

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17 octobre 2020

Article DNA: "De nouvelles espèces de graminées dans les Vosges"

 

DAN de nouvelles espèces dans les Vosges

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16 octobre 2020

Terminale ES, TP3: Pourquoi le carbone est-il l’atome dont on entend le plus parler ?

 

TP3 : Pourquoi le carbone est-il l’atome dont on entend le plus parler ?

 

Le CO2est un gaz à effet de serre et il est suspecté d’augmenter la température de la Terre du fait de son augmentation dans l’atmosphère depuis 2 siècles notamment à cause des activités humaines.

L’élément carbone est un élémentqui voyage entre les quatre enveloppes de la Terre que sont l’atmosphère, l’hydrosphère, la biosphère et la géosphère ; ce TP vous propose de découvrir comment les transferts de carbone entre les différentes enveloppes sont possibles.  

 

Quelques expériences simples vont permettre d’identifier les différentes enveloppes terrestres comme réservoirs de carbone.

Expérience 1 :

Vous disposez d’une bougie ; allumez-la puis recouvrez le tout d’un bêcher.

Notez le résultat.

Trouvez de quel réservoir viennent en général les bougies.

On a réalisé un transfert de carbone de ……………………vers ……………………

Avec l’allumette, un a réalisé un transfert de carbone de ……………………vers ……………………

 

Expérience 2 :

Vous disposez de deux cristallisoirs avec de l’eau de chaux (qui contient du calcium dissout dans l’eau), et de l’eau du robinet (qui ne contient pas de calcium), laissés au contact de l’air plusieurs jours.

Notez le résultat.

On a réalisé un transfert de carbone de ……………………vers ……………………

 

Expérience 3 :

Réalisez le montage suivant :

Dans le tube contenant la craie, versez quelques gouttes d’une eau gazeuse

Notez le résultat.

On a réalisé un transfert de carbone de ……………………vers ……………………

 

Expérience 4 déjà réalisée :

On a déjà soufflé lentement à l’aide d’une paille dans un tube à essai avec de l’eau de chaux ;

Rappelez le résultat.

On a réalisé un transfert de carbone de ……………………vers ……………………

 

Photos d’écorce de fougères géantes datant du carbonifère

   

A gauche : écorce de Sigila sigilaria A droite : écorce de Lépidodendron

 

Observation 1 :

Vous disposez d’un morceau de charbon.
Observer les traces fossiles présentes sur le morceau, les nommer.

Proposez une hypothèse sur l’origine du charbon.
Lors de la formation du charbon, il y a eu un transfert de Carbone de ……………………vers ……………………


Observation 2 :

Le rouge de crésol est un colorant de la famille des sulfone phtaléines utilisé comme indicateur de pH. C'est un indicateur de pH. Zone de virage : 7,4 (jaune) -> 9,0 (pourpre)

Faites une comparaison des tubes contenant les élodées avec les tubes témoins.

Avec les Élodées à l’obscurité, il y a eu un transfert de Carbone de ……………………vers ……………………
Avec les Élodées à la lumière, il y a eu un transfert de Carbone de ……………………vers ……………………

Observation 3 :
Les débris de végétaux et les cadavres d’animaux enrichissent le sol en matière organique.

Les micro-organismes, bactéries et les décomposeurs du sol, champignons, utilisent cette matière organique comme source d’énergie grâce à la respiration, ce qui la transforme en matière minérale.

Dans ce cas-là, il y a eu un transfert de Carbone de ……………………vers ……………………



Réactions chimiques se produisant lors de ces transferts de carbone.

Respiration et Photosynthèse : 6 CO2 + 6 H2O + énergie lumineuse <=> C6H12O6 + 6 O2   avec C6H12O = glucose

Dissolution et précipitation : 2H2O + 2CO <=> 2HCO3- + 2H <=> 2HCO3- + Ca2+ <=> CaCO3 + 2H+

 

Combustion : C4H10 + 6,5O2 => 4CO2 + 5H2O

 

3. Bilan
A partir des différentes informations apportées par cette étude, construire un cycle du carbone en indiquant les 4 réservoirs à carbone et en les reliant par des flèches en fonction des transferts existants.
Indiquer sur ces flèches le nom du transfert correspondant.

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15 octobre 2020

Terminale spé SVT, chapitre 4: La datation des grands évènements de notre histoire

 

Chronologie du vivant

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article2255

Comment connait-on l'histoire de la Terre et de la vie ?

Pour des évènements récents, la chronologie des êtres vivants nous sert de repère dans le temps. Par exemple, la disparition des dinosaures est un bon repère spatio-temporel: tous ont disparu en même temps et partout sur Terre. Cette méthode porte le nom de chronologie relative.

Mais lorsque la vie n'existait, on utilise la désintégration radioactive, dont le rythme est constant, d'éléments présents naturellement dans les roches. On parlera de chronologie absolue.

 

Plan du cours

  • La chronologie absolue
  • La chronologie relative

 

La chronologie absolue

Qu'appelle-t-on un géochronomètre ?

Notion de datation absolue des roches:

météorite AllendeExercice:

  1. Tracez le graphique du rapport 87Sr/86Sr en fonction de 87Rb/86Sr.
  2. Déterminez graphiquement la pente de la droite.
  3. Calculez l'age de la météorite sachant que l'âge de la roche = (ln(pente de la droite + 1))/ λ
  4. Sachant que d'autres météorites ont permis de dater la formation de la Terre à 4,65 Ga, comparez l'âge de la météorite d'Allende avec celui de la Terre.

Inclusion de zircon dans un mica (la biotite)

zircon dans une biotite

2e_partie_exo_1_liban_2013_Age_croute_nord_ame_ricaine

Capture d’écran 2019-11-27 à 14

age_des_granites

 

 Photo d'un cristal de Zircon

cristal de quartz

At 4.4 Billion Years Old, Oz Crystals Confirmed As World's Oldest

subscribe to Short Wave podcast Scientists have used a powerful new technique to prove that some tiny crystals found in Western Australia are indeed the oldest known materials formed on Earth. Back in 2001, scientists reported that one of the zircon crystals was about 4.4 billion years old - so old that not everyone believed it.

 Variation de la quantité de Rubidium et de Strontium dans un minéral

Evolution des courbes isochrones avec le temps

Capture d’écran 2020-10-12 à 14

1- La chronologie absolue

Activités:

  • Observer les auréoles liées à la désintégration de l’uranium dans les zircons au sein des biotites.
  • Mobiliser les bases physiques de la désintégration radioactive
  • Identifier les caractéristiques (demi-vie;distribution) de quelques chronomètres reposant sur la décroissance radioactive, couramment utilisés dans la datation absolue: Rb/Sr, K/Ar, U/Pb.
  • Comprendre le lien, à partir d’un exemple, entre les conditions de fermeture du système (cristallisation d’un magma,ou mortd’un organisme vivant) et l’utilisation dechronomètres différents.

Méthode: Comment déterminer l’âge d’une roche avec le couple rubidium / strontium?

  • Le 87Rb est un isotope radioactif qui se désintègre en 87Sr avec une période 48,8.109 ans, soit une constante de désintégration égale à λ = 1,42.10-11.an-1
  • Il existe aussi un isotope stable du Strontium le 86Sr.
  • La loi de désintégration conduit à l’équation suivante au temps « t » :

87Srt = 87Rbt (e λt -1) + 87Sr0 (1)

Avec :
87Srt = quantité de Strontium 87 présent lors de la mesure
87Rbt = quantité de Rubidium 87 présent lors de la mesure
87Sr0 = quantité de Strontium 87 initial (fermeture du système).
 
  • Les quantités initiales de strontium 87 (87Sr0) et de rubidium (87Rb0) étant inconnues et variant d’un minéral à un autre, nous ne pouvons pas résoudre directement cette équation.
 
Nous allons utiliser une méthode graphique, basée sur le fait:
  • que l’isotope 86Sr est stable;
  • et que les rapports (87Sr / 86Sr)t et (87Rb / 86Sr)t sont mesurables avec du matériel sophistiqué (spectromètre de masse)
  • Le rapport (87Sr / 86Sr)0 initial est inconnu;
  • λ est connue
  • « t » est la valeur que nous recherchons
 
De l’équation (1) nous pouvons écrire :
(87Sr/86Sr)t = (87Rb/86Sr)t (e λt-1) + (87Sr/86Sr)0
C’est donc une équation de type y = a x + b
 
Pour laquelle la pente est :  a = (e λt -1)
 
Si nous plaçons plusieurs points pour les valeurs des rapports (87Sr / 86Sr)t et (87Rb / 86Sr)t nous pouvons calculer graphiquement la valeur de la pente « a » et donc en déduire la valeur de t.

t=(ln(a + 1)) / λ

 

D'après: http://www.lyc-hautil-jouy.ac-versailles.fr/spip.php?article154

A retenir:

  • La désintégration radioactive est un phénomène continu et irréversible; la demi-vie d’un élément radioactif est caractéristique de cet élément.
  • La quantification de l’élément père radioactif et de l’élément fils radiogénique permet de déterminer l’âge des minéraux constitutifs d’une roche.
  • Différents chronomètres sont classiquement utilisés en géologie. Ils se distinguent par la période de l’élément père.
  • Le choix du chronomètre dépend de l’âge supposé de l’objet à dater, qui peut être appréhendé par chronologie relative.
  • Les datations absolues sont effectuées sur des roches magmatiques ou métamorphiques, en utilisant les roches totales ou leurs minéraux isolés.
  • L’âge obtenu est celui de la fermeture du système considéré (minéral ou roche). Cette fermeture correspond à l’arrêt de tout échange entre le système considéré et l’environnement, par exemple quand un cristal solide se forme à partir d’un magma liquide.
  • Des températures de fermeture différentes pour différents minéraux expliquent que des mesures effectuées sur un même objet tel qu’une roche, avec différents chronomètres, puissent fournir des valeurs différentes.

 

 

Le carbone 14

La vidéo du jour est un sujet que j'aime bien, qui permet de parler de physique, de chimie, de bio, d'archéologie et même de religions ! J'ai hésité à en dire plus sur la radioactivité, et puis je me suis dit que je ferai un épisode spécial sur le sujet.

 

 

2- La chronologie relative

Extrait de la carte géologique de Colmar-Artolsheim

Extrait de la carte géologique de Colmar

Activités:

  • Utiliser les relations géométriques pour établir une succession chronologique d’événements à partir d’observations à différentes échelles et sur différents objets (lames minces observées au microscope, affleurements, cartes géologiques).
  • Observer une succession d’associations fossiles différentes dans une formation géologique et comprendre comment est construite une coupure stratigraphique (par exemple par l’étude des successions d’ammonites, de trilobites ou de foraminifères).
  • Comprendre les modalités de construction de l’échelle stratigraphique; discuter les fondements et la validité des différents niveaux de coupures.
  • Extraire des informations à partir de cartes géologiques; utiliser les apports complémentaires de la chronologie relative et de la chronologie absolue pour reconstituer une histoire géologique.

 

vente d'un suqelette de Dinosaure

 

TP : Qu'est-ce qu'un bon fossile stratigraphique?

Échantillon d'ammonite sur le bureau :

  • Qu’est-ce que c’est ? (Nom, fossile + def, …).
  • En connaissez-vous aujourd’hui ?
  • Un autre exemple très connu ?
  • On parle de limite entre le Crétacé et le Tertiaire.
  • N’y a-t-il eu que des espèces terrestres qui ont disparu à cette limite ?

Comment pourrions-nous montrer une modification des espèces marines il y a 65Ma ? 

Matériel :

  • Marne du crétacé + marne du tertiaire.
  • Loupe binoculaire
  • Planche d’identification des Foraminifères
  • Fossile d’ammonite
  • Échantillon de marne + HcL + coupelle + pissette.

Activités : Etude de fossiles marins, dans les sédiments.

Définir une marne :

  • Déposez une goutte d’acide chlorhydrique sur la marne : constat ?
  • Dans la coupelle, déposez un peu de marne et d’eau, remuez : constat ?
  • Définition de marne : roche meuble, composée de calcaire et d’argile.

Les foraminifères sont des protozoaires apparus au Cambrien dont le test (parfois baptisé, à tort, coquille), comprenant une ou plusieurs chambres (ou loculus ou loges), est muni d'un ou plusieurs foramen (orifice), d’où le nom de ce groupe. Ils ont un mode de vie benthique ou planctonique. Leur taille varie généralement de 38 µm à 1 mm (mais certains peuvent faire plus de 10 cm). Le test est une membrane protectrice très résistante en calcaire. Certaines espèces le renforce en y incorporant des grains de sable, la plupart sécrètent elles-mêmes le calcaire pour leur test.

Omniprésents dans les milieux marins, ils occupent de très nombreuses niches écologiques. Leur régime alimentaire est constitué de bactéries, d'algues, de larves de mollusques, de crustacés, de déchets variés.

Les foraminifères réagissent à tout changement de leur environnement et constituent en cela de bons marqueurs écologiques. Leurs populations peuvent croître ou diminuer, leur variété se transformer, les loges grandir ou se réduire.

planche d'idenfication foraminifère

Capture d’écran 2020-10-01 à 11

International Commission on Stratigraphy

Click here ( PDF or JPG) to download the latest version (v2020/03) of the International Chronostratigraphic Chart. The explanatory article was published in September 2013 issue of Episodes (download from Episodes or ICS website).

 

Activité:

Faire l'inventaire la diversité passée de microfossiles marins appelés Foraminifères.

  • Observez successivement les deux préparations à l’aide de la loupe binoculaire ;
  • Repérez dans chacune de ces préparations, un fossile caractéristique, c’est-à-dire ne se trouvant pas dans l’autre préparation ;
  • Appelez le professeur pour vérification ;
  • A l’aide de l’ensemble des informations dont vous disposez, montrez que la biodiversité des foraminifères s’est modifiée entre le crétacé et le tertiaire.

Proportions des différents groupes de Foraminifères dans la série sédimentaire de Bidart (côte Basque).

Capture d’écran 2020-10-15 à 12

d’après Bernard Peybernes, Marie-Josee Fondecave-Wallez, and Paule Eichene

 

Capture d’écran 2020-10-15 à 12

Capture d’écran 2020-10-15 à 12

Capture d’écran 2020-10-15 à 12

Capture d’écran 2020-10-14 à 10

 

Carte de l'anomalie gravitationnelle du cratère de Chicxulub

(La côte du Mexique apparaît en blanc)

Image illustrative de l'article Cratère de Chicxulub

 

Comment ont disparu les dinosaures ? - C'est pas sorcier

 

La crique des Motels basques située au nord de Saint-Jean-de-Luz présente des séries de roches sédimentaires bien visibles à l’affleurement.

À partir des données du document, représenter à l’aide de schémas légendés les différents mécanismes géologiques qui se sont succédés pour aboutir à cet affleurement.

Document : Structure géologique observée à la crique des Motels basques

Les roches visibles à l’affleurement datent de -89 Ma (Coniacien), avant la formation des Pyrénées (-80 Ma à -40 Ma).

D’après le guide des curiosités géologiques de la côte basque, octobre 2014. D’après thèse CB Confavreux Université Lyon I, 2012

Capture d’écran 2020-10-14 à 10

A retenir:

  • Les relations géométriques (superposition, recoupement, inclusion) permettent de reconstituer la chronologie relative de structures ou d’événements géologiques de différentes natures et à différentes échelles d’observation.
  • Les associations de fossiles stratigraphiques, fossiles ayant évolué rapidement et présentant une grande extension géographique, sont utilisées pour caractériser des intervalles de temps.
  • L’identification d’associations fossiles identiques dans des régions géographiquement éloignées permet l’établissement de corrélations temporelles entre formations.
  • Les coupures dans les temps géologiques sont établies sur des critères paléontologiques: l’apparition ou la disparition de groupes fossiles.
  • La superposition des intervalles de temps, limités par des coupures d’ordres différents (ères, périodes, étages), aboutit à l’échelle stratigraphique.

 

Capture d’écran 2020-10-01 à 11

International Commission on Stratigraphy

Click here ( PDF or JPG) to download the latest version (v2020/03) of the International Chronostratigraphic Chart. The explanatory article was published in September 2013 issue of Episodes (download from Episodes or ICS website).

 

schéma bilan

Conclusion:

Depuis que l'Homme se questionne sur son histoire il n'a eu de cesse de trouver des outils lui permettant de dater les évènements majeurs de cette histoire. La question de l'âge de la Terre et du rythme des extinctions ont longtemps fait débat dans la communauté scientifique. Au XIXe siècle, de nombreux géologues sont allés sur le terrains déterrer des fossiles et repérer les couches les unes par rapport aux autres. Cette activité a débouché sur l'élaboration des nombreuses cartes géologiques. Puis la physique nucléaire nous a permis de donner un âge absolu aux différents terrains. Ainsi, l'Homme connait aujourd'hui assez bien l'histoire de la vie et de la Terre.

Entrainement:

"La datation des roches de la croûte continentale"

Un étudiant en géologie retrouve dans une collection de roches, trois échantillons de granites provenant de Norvège, de Bretagne et de Basse Normandie. Il sait que l'échantillon le plus ancien est le granite norvégien. L'échantillon breton porte une étiquette « environ 300 millions d'années ». Il dispose de documents permettant de les dater.

  • Vous devez l'aider à retrouver l'origine et l'âge des échantillons de granite.
  • Exploitez les données afin de répondre au QCM sur la feuille annexe avec la copie.

Document 1a : principe de datation d'une roche avec le couple d'éléments rubidium / strontium

On mesure sur différents minéraux de ma roche étudiée la quantité de 87Rb, 86Sr, 87Sr.
En reportant sur un graphique en abscisse le rapport 87Rb/86Sr, et en ordonnée le rapport 87Sr/86Sr pour chaque minéral étudié, on obtient une droite isochrone dont l'équation est :

Y = (eλt - 1) x + b                  avec y = 87Sr/86Sr      x = 87Rb/86Sr

(λ étant la constante de désintégration radioactive spécifique du couple rubidium / strontium. Sa valeur n'est pas donnée car elle n'est pas utile pour l'exercice).

Document 1b : détermination de t à partir de (eλt - 1)

Valeurs de (eλt - 1)

Âge approximatif en millions d'années (t)

Valeurs de (eλt - 1)

Âge approximatif en millions d'années (t)

0,0020

140

0,0151

1050

0,0030

210

0,0161

1120

0,0040

280

0,0171

1200

0,0050

350

0,0182

1270

0,0060

420

0,0192

1340

0,0070

490

0,0202

1400

0,0080

560

0,0212

1480

0,0090

630

0,0222

1550

0,0101

700

0,0233

1620

0,0111

770

0,0243

1690

0,0121

840

0,0253

1760

0,0131

910

0,0263

1830

0,0141

980

0,0274

1900

 

Document 2 : droites isochrones correspondant aux 3 échantillons

Capture d’écran 2020-10-14 à 16

Capture d’écran 2020-10-14 à 16

Capture d’écran 2020-10-14 à 16

D'après http://ansatte.uit.no/webgeology/webgeology_files/english/rbsr.html et "Comprendre et enseigner la planète Terre" OPHRYS Edition

1- La droite isochrone de l'échantillon C donne :

a)      (eλt - 1) = 0,0254 ce qui permet de déduire un âge d'environ 1760 Ma.

b)     (eλt - 1) = 0,00254 ce qui permet de déduire un âge d'environ 1760 Ma.

c)      (eλt - 1) = 0,0254 ce qui permet de déduire un âge d'environ 142 Ma.

d)     (eλt - 1) = 0,00254 ce qui permet de déduire un âge d'environ 142 Ma.

2- L'étude des droites isochrones a permis de déduire l'âge des échantillons. L'étudiant en a conclu que :

a)      L’échantillon A est plus ancien que l'échantillon B lui-même plus ancien que l'échantillon C.

b)     L’échantillon C est plus ancien que l'échantillon B lui-même plus ancien que l'échantillon A.

c)      L’échantillon B est plus ancien que l'échantillon A lui-même plus ancien que l'échantillon C.

d)     L’échantillon C est plus ancien que l'échantillon A lui-même plus ancien que l'échantillon B.

3- A partir de ces données, il a pu retrouver les lieux d'origine des échantillons :

a)      L’échantillon A provient de Bretagne, B de Norvège, C de Basse-Normandie.

b)     L’échantillon A provient de Basse-Normandie, B de Norvège, C de Bretagne

c)      L’échantillon A provient de Norvège, B de Basse-Normandie, C de Bretagne

d)     L’échantillon A provient de Basse-Normandie, B de Bretagne, C de Norvège.

 

Les Foraminifères de la limite

Les Foraminifères, des protozoaires: définition Les foraminifères sont des protozoaires apparus au Cambrien dont le test (parfois baptisé, à tort, coquille), comprenant une ou plusieurs chambres (ou loculus ou loges), est muni d'un ou plusieurs foramen (orifice). Ils ont un mode de vie benthique ou planctonique.

 

 

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Terminale ES, Chapitre 1: L'atmosphère terrestre et la vie.

photo de l'atmosphère prise par Thomas PesquetD'après Thomas Pesquet

photo atmosphère navette AtlantisD'après Pour la science

L'atmosphère terrestre et la vie

Capture d’écran 2020-09-02 à 14D'après Nathan, TES.

Plan du cours:

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.

 

Schématisation de la formation des planètes d'après Nakazawa:

la formation des planètes copie

D'après Caron, Comprendre et enseigner la Terre

  • Pour une raison mal connue, un nuage interstellaire constitué d'atomes et de molécules en rotation peut se contracter en un disque sous l'action conjuguée des forces de gravité et de force centrifuge: figure a.
  • Il se forme alors un proto-soleil au coeur d'une nébuleuse en rotation lente: figure b1.
  • La rotation augmente, ce qui a pour effet d'aplatir le disque, il se forme alors des grains de matière, des sortes d'amorces: figure b2-b3.
  • Puis des corps plus gros appelés planétésimaux se forment par agrégation de matière, donnant ensuite des protoplanètes, puis des planètes: figures b4 à b8.

 

 

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.

 températures atmosphère copie

Répartition des éléments chimiques dans les enveloppes de la Terre

Caron figure B répartition des éléments chimiques20200429 copie

D'après Caron, Comprendre et enseigner la Terre

tableau de planétologie comparéeD'après Caron, Comprendre et enseigner la Terre

les molécules interstellaires détectées

D'après Caron, Comprendre et enseigner la Terre

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

 

Diagramme de phase de l'eau

http://acces.ens-lyon.fr/acces/thematiques/limites/eau/images-1/diagramme-phase-eau3.jpg

d'après ENS Lyon

 

Science grand format: les premières colonies dans l'espace

 

 

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

TES origine de l'eau terrestre

D'après Bordas.

 

Origine de l'eau sur Terre : un enrichissement progressif des océans en deutérium

Source de toute vie sur Terre, l'apparition de l'eau sur notre planète reste inconnue. Pour les scientifiques, des réponses peuvent se trouver dans la composition chimique des océans. En particulier leur composition en isotopes stables de l'hydrogène 1H et 2H - cet isotope "lourd" est aussi appelé "deutérium".

http://www.ens-lyon.fr

 

la Terre il y a 4 Ga

https://www.encyclopedie-environnement.org/vivant/etait-vie-chimie-locean-terrestre-y-a-4-milliards-dannees/

stromatolithes actuels

d'après Nathan, TES.

Archives des Etretat falaises - Arts et Voyages

D'après http://e-sushi.fr/tag/etretat-falaises

 

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

 

formation de la première cellule d'parès Macagno

D'après Macagno

 

Vénus une forme de vie dans l'atmosphère ?

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

 

Expérience: Mise en évidence de l'oxydation des ions Fer II

  • Mettre quelques feuilles d'Elodée dans la cuve
  • Refermer la cuve
  • Allumer la lampe mais laisser les volets fermés
  • Insérer la sonde à dioxygène
  • Choisir le timing: 5 minutes
  • Commencer les enregistrements en appyant sur F10
  • Au bout d'une minute, ouvrez les volets de la cuve de manière à faire entrer la lumière
  • Au bout d'une minute, injectez la solution de Fer grâce à la seringue.
  • Observez la variation de dioxygène
  • Recuperez votre enregistrment et annotez-le avec les différents évènements survenus durant votre expérience

 

Capture d’écran 2020-09-01 à 11

d'après Nathan, TES.

 TES_TP_Oxydation_du_Fer_par_le_dioxyge_ne

Cliquez sur le lien ci-dessous pour découvrir un exercice de type BAC

TES_atmosphe_re_primitive__oxyge_ne_et_fer

 Capture d’écran 2020-09-23 à 11

TES Nostoc exo BAC

 

 

Comment peut-on expliquer que la vie ne soit sortie des océans que 2 milliards d'années après son apparition dans l'eau ...?

Chronologie du vivant

http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/spip.php?article2255

 

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.

 

 

Formation de la molécyle d'ozone dans la haute atmosphère

Capture d’écran 2020-09-01 à 12

Absorption des rayons U.V par l'ADN et l'ozone

Capture d’écran 2020-09-01 à 12

Absorption des U.V par l'ozone en fonction de l'altitude.

Capture d’écran 2020-09-01 à 12

Trou dans la couche dOzone et risque de cancers

Capture d’écran 2020-09-01 à 12

 

 

schéma expliquant la variation de la composition atmosphérique

Terminale_ES__sche_ma_bilan_e_le_ves

 

 

  1. La formation de la Terre et de son atmosphère primitive
  2. La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2
  3. La formation de la vie et l'apparition du dioxygène
  4. L'ozone, un gaz protecteur
  5. Le Carbone, un élément chimique voyageur.


Le cycle du carbone

cycle du carbone

D'après Caron, Comprendre et enseigner la Terre

TP_Cycle_du_carbone

A retenir:

1- La formation de la Terre et de son atmosphère primitive

  • Il y a environ 4,6 milliards d’années, un nuage de gaz et de poussières se contracte sur lui-même et donne naissance au soleil au centre et aux planètes en périphérie.
  • L’atmosphère primitive se forme alors, elle était composée de N2, CO2 et H2O, comme sur les autres planètes.
  • Or, sa composition actuelle est d’environ 78 % de N2 et 21 % de O2, avec des traces d’autres gaz (dont H2O, CO2, CH4, N2O), très différente donc de ce qu'elle était. Cherchons pourquoi.

2- La formation de l'hydrosphère et l'évolution du CO2

  • Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a conduit à la liquéfaction de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère initiale.
  • L’hydrosphère s’est formée: les océans sont apparus.
  • Le CO2 s'est alors dissout dans l'eau se combinant au calcium; le tout a précipité au fond de l'océan sous forme de calcaire.

3- La formation de la vie et l'apparition du dioxygène

  • Puis, la vie s’est développée dans l'hydrosphère: des molécules hydrophobes ont spontanément entourées d'autres molécules riches en énergie et en information. La première cellule apparait.
  • Les premières traces de vie sont datées d’il y a au moins 3,5 milliards d’années.
  • Par leur métabolisme photosynthétique, des cyanobactéries ont produit le dioxygène qui a oxydé le Fer présent dans l'océan formant des bandes de fer ou fer rubanés.
  • Le dioxygène s’est accumulé à partir de 2,4 milliards d’années dans l’atmosphère.
  • Sa concentration atmosphérique actuelle a été atteinte il y a 500 millions d’années environ.
  • Les sources et puits de dioxygène atmosphérique sont aujourd’hui essentiellement liés aux êtres vivants (photosynthèse et respiration) et aux combustions.

4- L'ozone, un gaz protecteur:

  • Sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène stratosphérique peut se dissocier, initiant une transformation chimique qui aboutit à la formation d’ozone.
  • Celui-ci constitue une couche permanente de concentration maximale située à une altitude d’environ 30 km.
  • La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire et protège les êtres vivants de ses effets mutagènes.

5- Le carbone, un élément chimique voyageur

  • Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches.
  • Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux, en tonne/an.
  • Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés.
  • L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre.
  • Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années.
  • Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent : ces ressources en énergie sont dites non renouvelables.

Conclusion:

Depuis l’époque de sa formation, quasi concomitante avec celle du Soleil et des autres planètes du système solaire, la Terre a connu une évolution spécifique de sa surface et de la composition de son atmosphère. Sa température de surface permet l’existence d’eau liquide, formant l’hydrosphère. Aux facteurs physiques et géologiques (activité solaire, distance au Soleil, tectonique) s’est ajoutée l’émergence des êtres vivants et de leurs métabolismes. 

L'hypothèse Gaïa est cette idée émise dans les années 70 que la Terre avec ses êtres vivants, son atmosphère, ses océans et ses roches ne forment qu'un seul organisme. En effet, les gaz émis par les végétaux lors de la photosynthèse sont captés par les animaux lors de la respiration et inversement. De plus, le dixoygène produit par la vie a permis de protéger la vie des effets mutagènes des rayons UV, et ainsi les êtres vivants ont pu sortir de l'eau.

On le voit depuis la formation de la Terre, son atmosphère a profondément changé sous l'impulsion des êtres vivants qui produisent ou absorbent des gaz de cette atmosphère.Un fragile équilibre est atteint, qui permet la vie et la maintient.

 

polluants ile de France

D'après Pour la science

 

 

Le mécanisme de destruction de l'Ozone

la destruction de l'ozone

D'après Pour la science

(Re)découvrez 35 des plus belles photos capturées par l'astronaute Thomas Pesquet depuis l'espace

Il nous a émerveillés pendant des semaines. Au cours de son séjour à bord de l'ISS, l'astronaute préféré des Français Thomas Pesquet a réalisé de formidables clichés de notre Terre. Une formidable épopée, qu'il n'a pas manqué de partager sur les réseaux sociaux. C'est un ticket pour l'espace d'une valeur inestimable.

https://www.maxisciences.com

 


14 octobre 2020

Terminale ES: Climat, une revue de presse

 

l'état de l'Arctique fait froid dans le dos

La banquise fond, l'ONU regarde

 

A l'Est, la terre a déjà soif

Hêtraies coup de froid

l'ouest américain a soif copie

Les rivières en tension

sécheresse en Alsace réduit

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13 octobre 2020

Médecine à Strasbourg, parcours de Géosciences: le cycle de l'eau

 

Résumé : l’eau est une molécule omniprésente sur Terre et à l’intérieur de celle-ci. Grâce à la chaleur solaire absorbée par l’eau, celle-ci est vaporisée. La Terre fonctionne comme une machine à distiller de l’eau. Dans l’atmosphère, l’eau sera transportée vers le Nord : c’est donc un formidable vecteur de chaleur depuis l’équateur vers les pôles. Au-dessus des continents, l’eau va se condenser et retomber au sol participant à l’érosion des roches. L’eau est un solvant et beaucoup d’atomes sont solubles dans l’eau. L’eau transportera des éléments en solution ainsi que des particules solides jusqu’aux océans où ils s’y déposeront. Le cycle de l’eau permet aux êtres vivants d’être alimenter en eau douce et c’est un formidable climatiseur naturel.

 

 

 

I.           L’eau

Une molécule aux propriétés physico-chimiques exceptionnelles. (Lire le complément en fin de cours)

Sur Terre, un changement d’état est possible (il faut connaitre les termes permettant le passage d’un état à un autre)

 

 

 

 

 

Voici les températures de fusion, vaporisation, liquéfaction et solidification, mais dans la nature l’eau peut être vaporisée à température ambiante : c’est l’origine du gaz (de l’eau donc) au-dessus d’un plan d’eau.

 

 

A.      Masse et épaisseur des enveloppes fluides

 

 

 

B.      Schéma global du cycle de l’eau

 

A connaitre par cœur, ce sont des révisions.  

 

https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/le-cycle-de-l-eau-water-cycle-french?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects

 

 

http://www.cima.ualg.pt/piloto/UVED_Geochimie/UVED/site/html/3/2-5/2-5-4/2-5-4-4.html

 

 

 

II.          Répartition des réservoirs d’eau

 

 

Océan = 97% du volume de l’hydrosphère

Difficulté de chiffrer le volume exact des eaux terrestres

 

Réservoirs assez bien évalués :

- mers et océans
- eaux continentales (superficielles et souterraines (surface))

- atmosphère
- biosphère

 

Réservoirs difficiles à évaluer :

- eaux souterraines

 

Et encore plus difficile :

- croûte et manteaux terrestres

 

 

 

 

 

Océan : 1,35 milliards km3

 

Eaux continentales : 36 millions km3

ð Glaciers ≈ 27 millions km3

ð Nappes ≈ 8 millions km3

ð Eaux de surface ≈ 0,23 millions km3

 

 

Les eaux douces. (<3g/l) :

ð 3% des eaux totales

ð Une grande partie gelée aux pôles

 

 

 

 

Les eaux exploitables :

ð 9 millions de km3 environ à comparer aux 1,35 milliards km3 d’eaux océaniques soit 1% environ seulement de l’eau sur Terre est une eau douce exploitable.

 

 

 

 

 

Indice de dépendance :

ð Indicateur exprimant le pourcentage de ressources en eau renouvelables totales provenant d'autres pays. En théorie, cet indicateur peut varier de 0 à 100 pour cent.

ð Un pays doté d'un indice de dépendance égal à 0 pour cent ne reçoit pas du tout d'eau en provenance des pays voisins.

ð Un pays dont l'indice de dépendance est de 100 pour cent reçoit la totalité́ de ses ressources en eau renouvelables de pays situés en amont, sans aucune production sur son territoire.

 

 

 

 

III.         Caractéristiques des réservoirs d’eau

 

A.      Les océans


71% de la surface

 

 

 

Profondeur moyenne des 3 bassins majeurs : 3.6-4 km

Profondeur moyenne de l’Arctique : 1.1 km

 

B.      Les glaciers :

 

Les glaciers continentaux :

ð Antarctique : 14.1012 m2 – 30.1015 m3

ð Groenland : 1,8. 1012 m2 – 3.1015 m3

ð Glaciers de montagne : 0.5.1012 m2 – 0,2.1015 m3

 

 

Glaces de mer :

ð Antarctique 4 à 20.1012m2 - 0.005-0.03. 1015 m3

ð Arctique 8 à 15. 1012m2 - 0.02 à 0,05.1015 m3

 

Impact du réchauffement actuel sur les glaciers :

ð Recul des glaciers de montagne

ð Réduction des banquises

ð Début de fonte des inlandsis (Un inlandsis est un glacier de très grande étendue se présentant sous la forme d'une nappe de glace recouvrant la terre ferme et qui peut atteindre plusieurs milliers de mètres d'épaisseur.)

 

 

https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/fonte-banquise-2005-10-06.xml

 

 

 

https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/un-iceberg-de-1-600-km-se-detache-en-antarctique- mais-c-est-normal_137785?

 

 

 

 

 

 

 

 

Perte de masse des glaciers au niveau mondial entre 1961 et 2016

© ESA, adapté de Zemp et al. (2019) Nature, données fournies par le World Glacier Monitoring Service

https://www.notre-planete.info/actualites/2637-fonte-glaciers-monde

 

 

 

LEGOS, (Dieng et al., 2017) https://reseauactionclimat.org/acceleration-elevation-niveau-mer-effondrement-de-lantarctique-pas-exclu/

 

 

 

Conséquence de la mise en glace / fonte sur les reliefs

 

Bouguer a observé une anomalie gravimétrique à l’aplomb des chaînes de montagnes

(Gravité mesurée<gravitécalculée)

 Excès de masse en surface compensée par un déficit de masse en profondeur

Isostasie = compensation qui maintient en équilibre la lithosphère sur l’asthénosphère

(Cf. cours du 2e semestre)

 

 

 

Notion de Terminale S.

 

 

 

 

 

 

C.     Les eaux souterraines

 

Infiltration des eaux de pluie dans le sol

ð Stockées dans les nappes au sein de couches que l’on appelle aquifère ;

ð Âges très variables, temps de circulation pouvant être très long.

 

Les différents types de nappes :

ð Nappes libres : la nappe alluviale rhénane

ð Nappes captives : nappes profondes du bassin de Paris (nappes artésiennes..)

 

 

Les principales nappes d’eaux en France :

ð Puits artésiens : la surexploitation de la nappe de l’Albien

(I.e. Crétacé inferieur, entre -112 ± 1.0 et -99.6 ± 0.9 Ma)

 

https://www.ird.fr/la-mediatheque/fiches-d-actualite-scientifique/431-l-eau-sous-le-sahara-pas-si-fossile-que-ca

 

 

 

 

 

Les grandes nappes mondiales :

 

 

https://www.ird.fr/la-mediatheque/fiches-d-actualite-scientifique/431-l-eau-sous-le-sahara-pas-si-fossile-que-ca

 

 

D.     L’atmosphère

 

 

 

ð Enveloppe gazeuse autour de la Terre d’environ 150 km

 

ð A l’altitude 0 :

Température moyenne : 15°C

Masse vol. de l’air 1.2 kg/m3 ≲0.001 fois la masse vol. de l’eau

Pression : 1013.25 hPa soit 1,013 bar

 

Tableau de la composition chimique d’un air sec

 

 

 

Il faut y ajouter 0.5% H2O

 

 

 

Note du prof de la prépa :

  • L’eau a une chaleur spécifique particulièrement élevée :

L’eau absorbe de la chaleur lorsque les liaisons hydrogène se brisent, et en libère lorsqu’elles se forment. Ce phénomène maintient les températures relativement stables, dans des limites compatibles avec la vie. Le refroidissement par évaporation se fait grâce à la chaleur d’évaporation élevée de l’eau. La perte d’énergie liée à l’évaporation des molécules d’eau refroidit la surface où se déroule le phénomène. (Les hommes suent pour se refroidir, les chiens sortent la langue)

De ce fait, 1kg d’eau transporte autant d’énergie que 4kg d’air à la même température.

Mais en tenant compte de la densité, 1l d’eau transporte autant d’énergie que 3400L d’air à la même température.

 

 

 

 

 

 

E.      Les rivières

 

Présence de rivières là où il y a des précipitations ; dans les déserts, il n’y a pas de rivières.

Les déserts sont des zones de haute pression chassant les nuages soit vers le Sud (=équateur) soit vers le Nord (zones tempérées, chez nous)

Amazonie

Les grands fleuves

L’Amazonie est le plus grand de tous mais il y a des fleuves partout là où il y a de l’eau et de la pente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les rivières mondiales : un transfert de matières majeur à la surface du globe

Du fait de la gravité, les rivières transportent des matériaux soit solides soit liquides.

 

 

 

 

 

 

 

Mécanique

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chimique

 

 

 

 

 

 

IV.        Cycle des eaux de surface

Couplage chimique océan/atmosphère et cycle de l’eau
= Transfert d’eau entre océan et atmosphère par vaporisation/condensation

 

 

https://fr.vikidia.org/wiki/Cycle_de_l%27eau

 

 

 

 

 

 

 

Eaux de surface - atmosphère : évaporation, précipitation

 

Échanges entre réservoirs :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L’écoulement continental (rivières, nappes) n’est que la conséquence du déséquilibre hydrique océan - continents

 

 

 

V.          Un cycle de l’eau externe quantifié

 

 

 

Moteur = énergie solaire + gravité

Réservoirs en 1015 kg ; Flux en 1015 kg*an-1

 

Runoff à l’origine du transfert de matière du continent à l’océan

Le runoff correspond à l’écoulement spécifique d’un fleuve (débit/surface)

 

 

 

ð Transport de 22 GT/a d’ions en solution et de particules en suspension

 

Le temps de résidence :

Il correspond au rapport entre la taille du réservoir et le flux entrant ou sortant.

 

 

 

Exercice :

Calculer le temps de résidence de l’eau dans les 4 grands réservoirs

 

 

Réservoirs en 1015 kg ; Flux en 1015 kg*an-1   

 

L'advection est le transport de chaleur, de matière à la vitesse du milieu environnant

 

Réponses :

 

 

Taille réservoir

(*1015 kg)

Flux entrant

(*1015 kg*an-1)

Flux sortant

(*1015 kg*an-1)

t (an)

t (jours)

Atmosphère terrestre

4.5

36+71=107

107

0.042

15

Atmosphère marine

11

434

398+36=434

0.025

9

Continent

41330

107

71+36=107

386

 

Océan

1320000

398+36=434

434

3041

 

 

 

Réservoirs en 1015 kg ; Flux en 1015 kg*an-1

 

Proximité de l’océan et gradient de continentalité́

Il existe un gradient de sècheresse entre l’ouest et l‘est ; les nuages chargés en eau, se déchargent au fur et à mesure de leur trajet qui est par définition toujours d’Ouest en est pour l’Europe.

 

 

 

L’advection qui correspond au transport d’une quantité d’un élément donné par le mouvement du milieu environnant diminue quand on s’éloigne de l’océan

ð Aspect sec du climat continental typique de l’Alsace.

 

 

VI.        L’advection inter-hémisphérique

 

 

 

  • 2/3 des continents dans l’hémisphère boréal, 1/3 dans l’hémisphère austral ;
  • Évaporation en majorité sur les océans ;
     Par conséquent, il existe une advection inter-hémisphérique de l’hémisphère austral à l’hémisphère boréal

 

 

Fleche bleue = précipitation

Flèche rouge= évaporation

 

L’advection inter-hémisphérique est évaluée à 18*1015 kg*an-1

 

Rappel :

L'advection est le transport d'une quantité d'un élément donné (tel que la chaleur, l'énergie interne, un élément chimique, des charges électriques) par le mouvement (et donc la vitesse) du milieu environnant.

 

VII.       Un cycle variable suivant la géométrie des continents

 

La répartition latitudinale des continents modifie l’advection inter-hémisphérique et le Runoff

Modification des climats et des flux sédimentaires

 

 

 

Au Carbonifère (-359 à -299 Ma), les continents étaient positionnés comme ci-dessous :

 

 

 

On voit qu’il y avait plus de continents en position équatoriale : du coup le cycle de l’eau était plus davantage stimulé.

 

 

 

Forte advection et Runoff : les forêts tropicales du Carbonifère étaient luxuriantes, ce sont elles qui ont données une majorité des ressources hydrocarbonées de la planète. Le flux détritique était par conséquent très fort, ce qui a pu permettre l’enfouissement rapide de forêts entières qui ont alors échappées à la destruction de la matière organique de la forêt par le dioxygène.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Au Jurassique (-201 à -145 Ma) :

Il a plus de continents en position tropicale, le cycle de l’eau ralenti.

 

 

 

 

Les climats sont alors plutôt arides, sauf à proximité́ immédiate de l’océan et le flux détritique est réduit.

 

 

VIII.     Existence d’un cycle interne de l’eau

 

De la géosphère aux enveloppes fluides

90% des gaz émis par les volcans sont de l’eau ; historiquement, depuis la formation de la planète, l’eau des océans est une eau d’origine volcanique : la Terre se forme par agglomération de la poussière d’étoile formant une sphère chaude ; puis les volcans éjectent des gaz dans l’atmosphère dont l’eau, qui après refroidissement de la planète, a formé les océans.

 

 

 

Aujourd’hui, il existe encore un flux sortant de la géosphère par le volcanisme de dorsale et le volcanisme de subduction.  

 

 

 

 

Il existe également un flux entrant dans la géosphère par l’intermédiaire hydrothermalisme représenté par les fumeurs noirs présents au niveau des dorsales et par le phénomène de subduction qui envoie de l’eau dans le manteau lors de la déshydratation de la plaque plongeante.

 

Ce cycle interne est très mal quantifié or il se pourrait que le manteau soit un réservoir de 0.05 à 4.1021 kg c’est-à-dire de même ordre de grandeur que les océans.

 

IX.        Exploitation et protection des ressources en eau

 

A.      Exploitation des ressources

 

Rappel : ressources disponibles : environ 1%.

Prélèvements annuels globaux actuels : 3800 Gm3, soit environ 25% des ressources utilisables.

 

Disparités distribution géographique de la ressource :

  • On parle de stress hydrique quand la ressource disponible est <500 m3/an/habitant et on voit sur les cartes ci-dessous que ce stress va augmenter, c’est la question de l’or bleu.
  • Surabondance chronique des précipitations causant des inondations.

 

 

 

 

Sur le plan démographique, la croissance de la population mondiale augmente les besoins en eau de 64 Gm3/an : agriculture, développement économique, production d’énergie.

 

Changement climatique - conséquence sur le cycle de l’eau : les prévisions du Groupe d’Experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat (GIEC) s’accordent sur des sècheresses plus longues et/ou des inondations plus fréquentes d’où une augmentation de la dégradation des écosystèmes surexploités – augmentation pression anthropique

 

Plan sanitaire : 80% des maladies liées à l’eau dans les pays en développement (eau potable trop rare, manque d’infrastructures)

 

« L’or bleu » s’impose comme un des enjeux les plus importants du XXIe siècle, menace des « guerres de l’eau »

Enjeu central du XXIe siècle.

 

https://www.planetoscope.com/consommation-eau/239-consommation-d-eau-dans-le-monde.html

 

Prélèvements en eau par région et par secteur :

Pas les mêmes utilisations en fonction des régions, industrie versus agriculture.

 

 

http://www.fao.org/3/Y3918F/y3918f03.htm

 

 

ð Rapport en litre pour 1 kg de nourriture produite : les variations sont énormes.

 

 

 

 

Premiers conflits, en rouge, liés à l’eau ayant déjà éclaté.

 

 

B.      Protection des ressources

 

La protection de la ressource en eau est un enjeu de la protection de l’environnement partagé par tous.

Les économies d’eau, la réduction de rejets de déchets, la lutte contre les pollutions sont autant de moyens de diminuer l’impact sur la ressource en eau.

 

 

https://www.safewater.org/french-fact-sheets/2017/2/11/protection-eau-source

 

 

 

Compléments

Quels phénomènes sont responsables de la hausse du niveau des mers ?

Évaluer la hausse du niveau moyen des mers que provoquerait la fonte de 1% des inlandsis

 

Données :

Surface totale de la Terre : 5.1.108 km2

Volume total des inlandsis : 38.106 km3

Densité de la glace : 0.9

  • La diminution de 1% des inlandsis représente un volume de glace de 0.01x38.106 km3 = 3.8.105km3
  • Le volume d’eau correspondant est de 0,9x3.8.105=3,41.105km3
  • La surface totale des océans représente 70% de la surface terrestre, soit 3,57.108 km2
  • L’élévation du niveau marin est le volume d’eau divisé par la surface des océans, soit (0,341.106) / (357.106) =0.000955km~ 1m

 

Évaluer la hausse du niveau moyen des mers que provoquerait la dilatation thermique des océans en supposant que l’eau se réchauffe de 0.8°C pour les 500 premiers mètres de l’océan

  • H = 500 x (1 + 2.6.104 x 0.8) = 500.104 m
  • L’élévation du niveau des océans est donc de 10.4 cm

 

 

https://planet-terre.ens-lyon.fr/article/montee-mer.xml

 

 

 

 

 

Complément du prof de la prépa à propos de la molécule d’eau :

Les êtres vivants sont formés à 80% d’eau en moyenne : cette omniprésence de la molécule d’eau chez les vivants doit bien être liée à des propriétés singulières. 

Les liaisons covalentes polaires dans les molécules d’eau entrainent des liaisons hydrogène.

  • L’eau est une molécule polaire : l’atome d’oxygène est de charge partielle négative et les atomes d’hydrogène sont de charges partielles positives.
  • Il se forme une liaison hydrogène entre molécules d’eau voisines quand l’atome d’oxygène, de charge partielle négative, subit l’attraction d’un des atomes d’hydrogène, de charge partielle positive, d’une molécule voisine.
  • L’eau tient ses propriétés des liaisons hydrogène qui s’établissent entre ses molécules.

Quatre propriétés émergentes de l’eau contribuent à maintenir l’environnement terrestre propice à la vie.

  • Une cohésion exceptionnelle des molécules d’eau liquide :

Les molécules d’eau sont maintenues ensemble grâce à des liaisons hydrogène. Cette cohésion permet à l’eau de monter dans les cellules conductrices des plantes. Les liaisons hydrogène expliquent également le fait que l’eau ait une tension superficielle élevée : l’araignée d’eau peut marcher sur l’eau.

  • L’eau a une chaleur spécifique particulièrement élevée :

Elle absorbe de la chaleur lorsque les liaisons hydrogène se brisent, et en libère lorsqu’elles se forment. Ce phénomène maintient les températures relativement stables, dans des limites compatibles avec la vie. Le refroidissement par évaporation se fait grâce à la chaleur d’évaporation élevée de l’eau. La perte d’énergie liée à l’évaporation des molécules d’eau refroidit la surface où se déroule le phénomène. (Les hommes suent pour se refroidir, les chiens sortent la langue)

  • La flottabilité de la glace :

La glace flotte parce que sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau liquide, ce qui n’est pas commun (le beurre solide possède une masse volumique plus élevée que le beurre liquide). La flottabilité de la glace permet à la vie d’exister sous les surfaces gelées des lacs et des eaux polaires.

  • L’eau est un solvant polyvalent :

Les molécules polaires subissent l’attraction des substances chargées ou polaires, capables de former des liaisons hydrogène. Les substances hydrophiles attirent l’eau, alors que les substances hydrophobes la repoussent. On utilise habituellement la concentration molaire volumique, soit le nombre de moles de soluté par litre de solution, comme mesure de concentration. Une mole correspond à un nombre constant de molécules, quelle que soit la nature de la molécule. La masse d’une mole d’une substance en grammes est la même que sa masse moléculaire en unités de masse atomique (daltons).

Les propriétés émergentes de l’eau permettent la vie sur la Terre et pourraient rendre possibles d’éventuelles formes de vie sur d’autres planètes.

Les conditions acides ou basiques influent sur les organismes vivants.

Une molécule d’eau peut transférer un hydrogène, H+ à une autre molécule d’eau pour former l’ion hydronium, H3O+ (symbolisé simplement par H+ même si cette entité n’existe pas réellement) et l’ion hydroxyde, OH-.

Le pH exprime la concentration en H+ : pH= -log [H+].

Les solutions tampons permettent aux liquides biologiques de résister aux variations de pH. Une solution tampon est constituée d’une paire acide-base qui se combine de façon réversible avec les protons H+. L’acide carbonique qui se forme par liaison de CO2 et d’H2O donnant H2CO3 est en équilibre avec un ion hydrogénocarbonate, HCO3- et H+. Dans le sang, ce tampon est très efficace, le pH du sang variant très peu autour de la valeur de 7,4.

L’utilisation des combustibles fossiles augmente la quantité de CO2 dans l’atmosphère.

Une partie du CO2 se dissout dans les océans, ce qui provoque l’acidification des océans, laquelle risque d’endommager gravement les récifs coralliens. La combustion du pétrole et de ses dérivés libère également des oxydes de soufre et des oxydes d’azote, causant les précipitations acides.

 Bilan :

L’eau est une molécule aux propriétés extraordinaires qu’elle doit à sa polarité. Ces propriétés ont été favorables au développement de la vie sur Terre, raison pour laquelle les êtres vivants sont constitués en majorité d’eau. L’eau produite par dégazage lors de la formation de la Terre a pu rester sur Terre grâce à une force de pesanteur suffisamment pour éviter que les molécules ne s’échappent dans l’Univers : un sacré coup de chance pour le développement de la vie Terre

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12 octobre 2020

Coloration M.O

 

 

Lugol et coloration foliaire en toute sécurité

Des accidents multiples liés à l'utilisation de l'alcool bouillant pour décolorer les feuilles de Géranium ont conduit à interdire cette pratique dans le cadre des activités sur la photosynthèse. L'utilisation d'un Lugol très concentré est une alternative à cette technique.

http://svt.discipline.ac-lille.fr

 

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10 octobre 2020

Cocorico! Un prix Nobel pour une française !

Article DNA le prix Nobel de chimie pour une française

Emmanuelle Charpentier a découvert un outil permettant de découper l'ADN qui a ouvert la voie à la thérapie génique, le gène comme médicament, pouvant soigner potentiellement soigner les maladies où un gène défectueux doit être remplacer.

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