Lycée · Terminale · Enseignement scientifique
Le climat passé, présent et futur
Reconstituer les climats anciens, comprendre le réchauffement actuel et modéliser les climats futurs (programme de Tle, thème « Science, climat et société »).
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 12 questions
La paléoclimatologie est la discipline qui étudie :
- A. Le climat des prochaines décennies
- B. Les climats du passé à partir d'archives naturelles
- C. La météorologie quotidienne
- D. La composition du Soleil
Réponse
B. Les climats du passé à partir d'archives naturelles — La paléoclimatologie reconstitue les climats anciens à l'aide d'archives naturelles antérieures aux mesures instrumentales.
Quelle archive naturelle conserve directement des bulles d'air ancien ?
- A. Les cernes des arbres
- B. Les sédiments marins
- C. Les carottes de glace
- D. Les pollens
Réponse
C. Les carottes de glace — Les carottes de glace emprisonnent des bulles d'air fossile permettant de mesurer la composition de l'atmosphère du passé.
Un proxy climatique est :
- A. Un instrument de mesure moderne
- B. Un indicateur indirect d'une variable climatique passée
- C. Un modèle informatique
- D. Un satellite météorologique
Réponse
B. Un indicateur indirect d'une variable climatique passée — Un proxy est une grandeur mesurable conservée dans une archive et reliée à une variable climatique (température, précipitations…).
Le rapport isotopique utilisé comme proxy de température est noté :
- A. $\delta^{18}\text{O}$
- B. pH
- C. $S_0$
- D. ppm
Réponse
A. $\delta^{18}\text{O}$ — Le rapport isotopique de l'oxygène $\delta^{18}\text{O}$ est le principal proxy de température dans la glace et les sédiments.
Les carottes de glace de l'Antarctique permettent de remonter jusqu'à environ :
- A. 1 000 ans
- B. 800 000 ans
- C. 10 millions d'années
- D. 4,5 milliards d'années
Réponse
B. 800 000 ans — Les forages profonds (EPICA) atteignent environ 800 000 ans d'archives glaciaires.
Sur les 800 000 dernières années, climat et CO₂ ont varié de façon :
- A. Indépendante
- B. Couplée (en parallèle)
- C. Inverse
- D. Aléatoire
Réponse
B. Couplée (en parallèle) — Les deux grandeurs sont étroitement corrélées : périodes chaudes = CO₂ élevé, périodes froides = CO₂ bas.
L'alternance glaciaire / interglaciaire est principalement déclenchée par :
- A. Les éruptions volcaniques
- B. Les paramètres orbitaux de la Terre
- C. Les activités humaines
- D. Les taches solaires uniquement
Réponse
B. Les paramètres orbitaux de la Terre — Les paramètres orbitaux (excentricité, obliquité, précession) de la théorie de Milankovitch déclenchent les cycles glaciaires.
Le carbone circule entre plusieurs :
- A. Galaxies
- B. Réservoirs (atmosphère, océans, biosphère, sols)
- C. Planètes
- D. Couches d'ozone
Réponse
B. Réservoirs (atmosphère, océans, biosphère, sols) — Le cycle du carbone décrit les échanges entre l'atmosphère, la biosphère, les sols et les océans.
Quel processus prélève du CO₂ atmosphérique ?
- A. La respiration
- B. La combustion
- C. La photosynthèse
- D. La déforestation
Réponse
C. La photosynthèse — La photosynthèse fixe le CO₂ atmosphérique dans la matière organique des végétaux.
Depuis 1850, la température moyenne mondiale a augmenté d'environ :
- A. 0,1 °C
- B. 1,1 °C
- C. 5 °C
- D. 10 °C
Réponse
B. 1,1 °C — Le réchauffement observé depuis l'ère préindustrielle est d'environ +1,1 à +1,2 °C.
La concentration actuelle en CO₂ atmosphérique dépasse :
- A. 280 ppm
- B. 350 ppm
- C. 420 ppm
- D. 100 ppm
Réponse
C. 420 ppm — La concentration actuelle dépasse 420 ppm, contre environ 280 ppm avant l'ère industrielle.
Le GIEC est un organisme qui :
- A. Réalise lui-même toutes les expériences sur le climat
- B. Synthétise les publications scientifiques sur le climat
- C. Vend des énergies fossiles
- D. Fabrique des satellites
Réponse
B. Synthétise les publications scientifiques sur le climat — Le GIEC ne fait pas de recherche propre : il synthétise l'ensemble des travaux scientifiques pour les décideurs.
Niveau moyen — 12 questions
Étalonner un proxy consiste à :
- A. Le mesurer une seule fois
- B. Calibrer la relation proxy ↔ climat sur la période actuelle
- C. L'extraire d'une carotte de glace
- D. Le convertir en ppm
Réponse
B. Calibrer la relation proxy ↔ climat sur la période actuelle — On mesure la relation proxy ↔ variable climatique sur l'actuel pour pouvoir l'appliquer au passé (principe d'actualisme).
Le principe d'actualisme suppose que :
- A. Le climat ne change jamais
- B. Les lois physiques et biologiques actuelles s'appliquaient aussi dans le passé
- C. Les proxies sont inutiles
- D. Le futur sera identique au présent
Réponse
B. Les lois physiques et biologiques actuelles s'appliquaient aussi dans le passé — L'actualisme suppose que les relations proxy ↔ climat observées aujourd'hui restaient valables dans le passé.
Dans la glace polaire, un $\delta^{18}\text{O}$ bas correspond plutôt à :
- A. Une période chaude
- B. Une période froide
- C. Une éruption volcanique
- D. Un fort taux de CO₂
Réponse
B. Une période froide — Dans la glace, un appauvrissement en ¹⁸O (δ¹⁸O bas) traduit un climat froid.
La période de l'excentricité orbitale est d'environ :
- A. 23 000 ans
- B. 41 000 ans
- C. 100 000 ans
- D. 1 000 ans
Réponse
C. 100 000 ans — L'excentricité varie avec une période d'environ 100 000 ans, l'obliquité ~41 000 ans, la précession ~23 000 ans.
Dans les cycles glaciaires passés, le CO₂ joue le rôle :
- A. De déclencheur unique
- B. D'amplificateur du signal initial
- C. D'absorbant des UV
- D. De refroidissseur
Réponse
B. D'amplificateur du signal initial — Le CO₂ amplifie un changement déjà déclenché par l'orbite, via une rétroaction positive.
Un flux du cycle du carbone s'exprime en :
- A. GtC (gigatonnes de carbone)
- B. GtC/an
- C. ppm
- D. °C
Réponse
B. GtC/an — Un réservoir se mesure en GtC ; un flux (échange entre réservoirs) en GtC par an.
Pourquoi le carbone des énergies fossiles déséquilibre-t-il le cycle ?
- A. Il provient d'un stock hors du cycle rapide depuis des millions d'années
- B. Il est radioactif
- C. Il refroidit l'atmosphère
- D. Il est absorbé entièrement par l'océan
Réponse
A. Il provient d'un stock hors du cycle rapide depuis des millions d'années — Le carbone fossile, stocké hors du cycle rapide, est réinjecté brutalement et n'est qu'en partie absorbé par les puits.
Les puits naturels (océan, biosphère) absorbent environ quelle part des émissions humaines de CO₂ ?
- A. La totalité
- B. Environ la moitié
- C. Rien
- D. Le double
Réponse
B. Environ la moitié — Environ la moitié des émissions est absorbée ; le reste s'accumule dans l'atmosphère.
Quel argument prouve que le CO₂ ajouté est d'origine fossile ?
- A. Sa couleur
- B. Sa signature isotopique (appauvrissement en ¹³C)
- C. Sa température
- D. Son odeur
Réponse
B. Sa signature isotopique (appauvrissement en ¹³C) — Le carbone fossile est appauvri en ¹³C : la baisse du ¹³C atmosphérique trahit son origine.
Un modèle climatique repose avant tout sur :
- A. Des sondages d'opinion
- B. Les lois physiques (énergie, masse, fluides)
- C. Des estimations économiques
- D. Le hasard
Réponse
B. Les lois physiques (énergie, masse, fluides) — Un modèle résout les équations physiques du système atmosphère-océan-glace-biosphère.
On valide un modèle climatique en vérifiant qu'il :
- A. Donne toujours +2 °C
- B. Reproduit les climats passés et actuels connus
- C. Est rapide à exécuter
- D. Ignore les forçages
Réponse
B. Reproduit les climats passés et actuels connus — Un modèle fiable reproduit les climats reconstitués (proxies) et le climat actuel avant d'être utilisé pour le futur.
Le réchauffement actuel se distingue des variations naturelles passées surtout par :
- A. Sa lenteur
- B. Sa très grande rapidité
- C. Son origine volcanique
- D. Son refroidissement
Réponse
B. Sa très grande rapidité — La rapidité du réchauffement actuel (décennies) est sans précédent par rapport aux milliers d'années des cycles naturels.
Niveau difficile — 12 questions
Une carotte de glace montre simultanément CO₂ et température élevés à une époque donnée. On peut conclure que :
- A. Le CO₂ a forcément causé la hausse de température
- B. Les deux grandeurs sont corrélées, sans préjuger seul du sens de causalité
- C. La température n'a aucun lien avec le CO₂
- D. Le proxy est faux
Réponse
B. Les deux grandeurs sont corrélées, sans préjuger seul du sens de causalité — Une corrélation n'établit pas à elle seule la causalité : dans le passé, l'orbite déclenche, le CO₂ amplifie ; il faut un raisonnement physique pour conclure.
Pourquoi la teneur actuelle en CO₂ (420 ppm) est-elle un argument fort pour l'origine humaine ?
- A. Elle est légèrement supérieure aux interglaciaires passés
- B. Elle dépasse de loin tous les maxima des 800 000 dernières années
- C. Elle est identique au passé
- D. Elle est inférieure aux glaciations
Réponse
B. Elle dépasse de loin tous les maxima des 800 000 dernières années — Jamais sur 800 000 ans le CO₂ n'a atteint un tel niveau (~290 ppm au maximum) : la situation est sans précédent et concomitante de l'industrialisation.
Si les émissions humaines sont de 10 GtC/an et que les puits absorbent 5 GtC/an, l'accumulation atmosphérique annuelle est de :
- A. 0 GtC/an
- B. 5 GtC/an
- C. 10 GtC/an
- D. 15 GtC/an
Réponse
B. 5 GtC/an — Accumulation = émissions − absorption = 10 − 5 = 5 GtC/an.
Un test « à l'aveugle » d'un modèle sur 1850-2020 ne reproduit la courbe observée qu'avec le forçage des GES anthropiques. On en déduit :
- A. Que le modèle est faux
- B. Que les variations naturelles seules suffisent
- C. Que le réchauffement observé nécessite les émissions humaines pour être expliqué
- D. Que les proxies sont inutiles
Réponse
C. Que le réchauffement observé nécessite les émissions humaines pour être expliqué — Sans le forçage anthropique, les modèles ne reproduisent pas le réchauffement : c'est un argument fort pour son origine humaine.
Une projection climatique comporte des incertitudes principalement à cause :
- A. De la météo de demain
- B. Du scénario d'émissions futur et de processus physiques mal connus
- C. De la rotation de la Terre
- D. De la distance Terre-Soleil
Réponse
B. Du scénario d'émissions futur et de processus physiques mal connus — Les incertitudes viennent surtout du scénario d'émissions (choix humains) et de processus comme les nuages ou la biosphère.
Entre le scénario bas et le scénario haut du GIEC, l'écart de réchauffement à 2100 est d'environ :
- A. 0,1 °C
- B. De +1,4 °C à plus de +4 °C
- C. Identique
- D. Plus de 20 °C
Réponse
B. De +1,4 °C à plus de +4 °C — Le réchauffement projeté va d'environ +1,4 °C (fortes réductions) à plus de +4 °C (émissions élevées).
La diminution de la proportion de ¹⁴C dans le CO₂ atmosphérique récent s'explique par :
- A. Un CO₂ d'origine volcanique
- B. Un apport de carbone fossile dépourvu de ¹⁴C (effet Suess)
- C. Une augmentation de la photosynthèse
- D. Le rayonnement cosmique
Réponse
B. Un apport de carbone fossile dépourvu de ¹⁴C (effet Suess) — Le carbone fossile est trop vieux pour contenir du ¹⁴C (radioactif) : son ajout dilue le ¹⁴C atmosphérique (effet Suess).
Pourquoi le CO₂ de la respiration et de la photosynthèse ne fait-il pas augmenter durablement le CO₂ atmosphérique ?
- A. Ces flux sont nuls
- B. Ces flux s'équilibrent : le carbone prélevé est restitué dans le cycle rapide
- C. La photosynthèse n'existe plus
- D. Le carbone disparaît
Réponse
B. Ces flux s'équilibrent : le carbone prélevé est restitué dans le cycle rapide — À l'état naturel, prélèvement (photosynthèse) et restitution (respiration/décomposition) s'équilibrent : pas d'accumulation nette.
L'accord de Paris (2015) vise à limiter le réchauffement :
- A. À +5 °C
- B. Nettement en dessous de 2 °C, idéalement 1,5 °C
- C. À +4 °C
- D. Sans objectif chiffré
Réponse
B. Nettement en dessous de 2 °C, idéalement 1,5 °C — L'accord de Paris fixe un objectif de limitation nettement sous 2 °C, en visant 1,5 °C par rapport au préindustriel.
Pourquoi un modèle climatique fournit-il une « projection » et non une « prédiction » certaine ?
- A. Car le climat est imprévisible par nature
- B. Car le résultat dépend du scénario d'émissions choisi et d'incertitudes physiques
- C. Car les ordinateurs sont trop lents
- D. Car les proxies sont faux
Réponse
B. Car le résultat dépend du scénario d'émissions choisi et d'incertitudes physiques — Une projection est conditionnelle à un scénario : elle dit « si telles émissions, alors tel climat », assortie d'incertitudes.
Sur le temps géologique long, quel réservoir stocke la plus grande quantité de carbone ?
- A. L'atmosphère
- B. Les roches sédimentaires (calcaires, fossiles)
- C. Les cernes d'arbres
- D. Les pollens
Réponse
B. Les roches sédimentaires (calcaires, fossiles) — Les roches sédimentaires (carbonates, matière organique fossile) constituent le plus grand réservoir de carbone de la planète.
Le thème « Science, climat et société » insiste sur l'idée que le climat futur :
- A. Est entièrement déterminé
- B. Dépend des décisions humaines actuelles
- C. Ne peut pas être étudié
- D. Sera identique au passé glaciaire
Réponse
B. Dépend des décisions humaines actuelles — Le climat futur n'est pas écrit : il résulte de l'articulation entre les connaissances scientifiques (GIEC) et les choix de société.
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