Le changement climatique actuel et ses conséquences

Exercice 1 — Mécanismes de l'effet de serre
Corrigé :
Q1 (2 pts) — Schéma attendu : Rayonnement solaire (visible/UV) → traverse l'atmosphère → réchauffe la surface. La Terre réémet un rayonnement infrarouge (chaleur). Les GES absorbent ce rayonnement infrarouge et le rémettent dans toutes les directions, dont vers la surface (effet de piège thermique).
Q2 (1 pt) — Sans effet de serre : environ -18°C. L'effet de serre naturel est donc indispensable à la vie car il maintient la température à +15°C en moyenne.
Q3 (1 pt) — Trois GES naturels parmi : vapeur d'eau (H₂O), dioxyde de carbone (CO₂), méthane (CH₄), protoxyde d'azote (N₂O), ozone (O₃).

Exercice 2 — Émissions anthropiques et concentration de CO₂
Corrigé :
Q1 (1 pt) — Augmentation = (420 - 280) / 280 × 100 = 140/280 × 100 = 50 %.
Q2 (1 pt) — Sources anthropiques de CO₂ : combustion de combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) et déforestation (brûlage et décomposition des forêts).
Q3 (2 pts) — La respiration fait partie du cycle court du carbone : le CO₂ libéré était récemment fixé par photosynthèse. En revanche, la combustion fossile libère du carbone séquestré depuis des dizaines à centaines de millions d'années dans la lithosphère, constituant un apport net de CO₂ dans l'atmosphère qui déséquilibre le cycle naturel.

Exercice 3 — Conséquences sur les océans
Corrigé :
Q1 (2 pts) — (1) Dilatation thermique : l'eau de mer se dilate quand elle se réchauffe, augmentant le volume des océans. (2) Fonte des glaces continentales (Groenland, Antarctique, glaciers de montagne) : apport d'eau douce aux océans.
Q2 (2 pts) — Équation : CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (acide carbonique, qui se dissocie et libère des ions H⁺, abaissant le pH). Impact : dans une eau plus acide, le carbonate de calcium (CaCO₃) est plus soluble, rendant difficile la construction du squelette calcaire des coraux et mollusques, menaçant ces espèces.
Q3 (1 pt) — La banquise est de la glace flottante (principe d'Archimède : elle déplace déjà son équivalent en eau). Sa fonte ne change pas le niveau des mers. Mais sa disparition réduit l'albédo de la région arctique, créant une rétroaction positive qui accélère le réchauffement global.

Exercice 4 — Impacts sur la biodiversité
Corrigé :
Q1 (2 pts) — La phénologie est l'étude des événements biologiques saisonniers (floraison, migration, hibernation). Exemple de décalage : la floraison des arbres fruitiers avance avec le réchauffement printanier, mais les insectes pollinisateurs ou les oiseaux migrateurs n'arrivent pas encore (leur cycle est déclenché par d'autres signaux comme la photopériode). Cette désynchronisation réduit la reproduction des plantes et la disponibilité alimentaire pour les oiseaux.
Q2 (2 pts) — Les espèces à niche étroite ne tolèrent que des conditions très précises (plage de température réduite, ressources spécifiques) : le moindre écart climatique les sort de leur zone de viabilité. Les espèces à faible dispersion ne peuvent pas fuir rapidement vers de nouvelles zones climatiques favorables (contrairement aux espèces très mobiles). La combinaison des deux facteurs rend l'adaptation pratiquement impossible à l'échelle de quelques décennies.

Exercice 5 — Rétroactions et scénarios futurs
Corrigé :
Q1 (2 pts) — Le permafrost contient de grandes quantités de matière organique gelée depuis des milliers d'années. Le réchauffement climatique dégèle ce sol, permettant aux micro-organismes décomposeurs d'être actifs et de dégrader la matière organique. Cette dégradation libère du méthane (CH₄) et du CO₂ dans l'atmosphère. Ces GES amplifient l'effet de serre et le réchauffement, dégelant encore plus de permafrost : c'est une boucle de rétroaction positive potentiellement auto-entretenue.
Q2 (1 pt) — Différence : 4,4 - 1,8 = 2,6°C. Cet écart considérable montre que les politiques climatiques actuelles (réduction rapide des émissions pour atteindre la neutralité carbone) ont un impact décisif sur l'ampleur du changement climatique et ses conséquences pour les écosystèmes et les sociétés humaines.