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Ces exercices corrigés sur « Comprendre et agir face au changement climatique » en terminale permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en spécialité svt. Ils suivent le programme officiel de terminale et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : L'effet de serre : mécanisme naturel et perturbation anthropique, Les archives climatiques : reconstituer les paléoclimats, Preuves actuelles du changement climatique, Les facteurs du changement climatique actuel. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » : la correction est immédiate et tolère majuscules, espaces et ponctuation. Cet entraînement aide à mémoriser les méthodes, repérer ses erreurs et gagner en confiance avant un contrôle. Exercices gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour réviser spécialité svt en terminale.
Exercices corrigés, classés du plus simple au plus complexe. Cherche d'abord seul au brouillon, puis déplie la correction détaillée pour vérifier ta méthode et tes raisonnements.
Exercice 1 — Vrai ou faux justifié sur les preuves du changement climatique
Indiquez si chaque affirmation est vraie ou fausse et justifiez systématiquement par une connaissance précise.
- « La fonte de la banquise arctique est responsable d'une grande partie de l'élévation du niveau des mers. »
- « La dilatation thermique des océans contribue à la montée du niveau marin. »
- « Une valeur de δ¹⁸O plus négative dans une carotte de glace traduit un climat plus chaud. »
- « Les éruptions volcaniques majeures réchauffent durablement le climat planétaire. »
- « Le réchauffement observé depuis 1950 peut être reproduit par les modèles climatiques en ne tenant compte que des facteurs naturels. »
Méthode : on identifie la confusion classique visée par chaque affirmation, puis on rétablit le mécanisme exact avec un ordre de grandeur quand c'est possible.
1. Faux. La banquise est de la glace flottante : sa fonte ne modifie pas le niveau des mers (principe d'Archimède, le volume immergé déplacé est déjà compensé). Seule la fonte des glaces continentales (Groenland, Antarctique, glaciers de montagne) ajoute de l'eau aux océans.
2. Vrai. En se réchauffant, l'eau de mer se dilate et occupe un volume plus grand. La dilatation thermique explique environ 40 % de l'élévation actuelle du niveau marin, le reste (≈ 60 %) venant de la fonte des glaces continentales.
3. Faux. C'est l'inverse : les molécules d'eau contenant l'isotope lourd ¹⁸O s'évaporent moins facilement et précipitent plus tôt. Lors des périodes froides, la glace polaire est plus appauvrie en ¹⁸O, donc un δ¹⁸O plus négatif correspond à un climat plus froid.
4. Faux. Une grande éruption injecte du SO₂ dans la stratosphère, formant des aérosols sulfatés qui réfléchissent le rayonnement solaire et provoquent un refroidissement temporaire (1 à 2 ans), comme après le Pinatubo (1991, ≈ −0,5 °C). L'effet est bref et non durable.
5. Faux. Les modèles n'incluant que les forçages naturels (solaire, volcanisme, cycles orbitaux) ne reproduisent pas la tendance observée depuis 1950. Seul l'ajout des forçages anthropiques (GES, aérosols, usage des sols) reproduit le réchauffement mesuré : c'est l'argument central de l'attribution du GIEC.
Exercice 2 — Relier chaque archive climatique à ce qu'elle enregistre
Pour chaque archive, précisez l'indicateur (proxy) mesuré, ce qu'il renseigne et l'échelle de temps accessible.
- Les carottes de glace antarctiques (EPICA, Vostok).
- Les sédiments marins et les tests de foraminifères.
- Les cernes de croissance des arbres (dendrochronologie).
- Les coraux et leurs squelettes calcaires.
Méthode : chaque archive enregistre un signal physico-chimique daté ; on associe l'indicateur mesuré, la grandeur climatique reconstituée, puis l'amplitude temporelle couverte.
1. Carottes de glace : on mesure la composition des bulles d'air piégé (CO₂, CH₄ atmosphériques anciens) et les rapports isotopiques de l'eau (δ¹⁸O, δD) qui renseignent la température de formation des neiges. Échelle accessible : jusqu'à ≈ 800 000 ans (EPICA, Dome C).
2. Sédiments marins : le δ¹⁸O de la calcite des tests de foraminifères renseigne à la fois la température et le volume des glaces continentales. Échelle accessible : plusieurs millions d'années (archive la plus longue).
3. Cernes des arbres : la largeur et la densité des cernes annuels renseignent les conditions de croissance (température, humidité). Échelle accessible : quelques milliers d'années, avec une résolution annuelle.
4. Coraux : les rapports Sr/Ca et isotopiques du squelette calcaire, ainsi que les bandes de croissance, renseignent la température de surface des eaux. Échelle accessible : quelques centaines d'années. Bilan : plus l'archive est ancienne, plus sa résolution temporelle est généralement grossière.
Exercice 3 — Restituer les mécanismes du changement climatique
Répondez de façon rédigée et précise à chaque question de restitution de connaissances.
- Distinguez l'effet de serre naturel de l'effet de serre renforcé, en précisant l'origine de chacun.
- Définissez le forçage radiatif et indiquez son unité ; précisez le signe du forçage associé à une augmentation des GES.
- Expliquez le mécanisme de la rétroaction positive vapeur d'eau dans l'amplification du réchauffement.
- Distinguez l'atténuation de l'adaptation et justifiez qu'elles sont complémentaires et non interchangeables.
Méthode : une question de restitution attend une réponse rédigée, exacte et hiérarchisée. On définit, on illustre, et on relie chaque notion à un ordre de grandeur quand c'est possible.
1. L'effet de serre naturel est dû aux GES présents naturellement (vapeur d'eau, CO₂, CH₄) : il maintient la surface à +15 °C au lieu de −18 °C, et permet la vie. L'effet de serre renforcé est l'amplification de ce phénomène par l'augmentation anthropique des GES depuis 1850 (combustion des fossiles, déforestation, agriculture) ; c'est lui qui provoque le réchauffement actuel.
2. Le forçage radiatif est la perturbation du bilan radiatif terrestre, exprimée en W/m². Une augmentation des GES piège davantage le rayonnement infrarouge : le forçage est positif (réchauffant). Le forçage anthropique cumulé depuis 1750 est estimé à environ +2,7 W/m².
3. Un réchauffement initial (dû au CO₂) augmente l'évaporation et donc la concentration en vapeur d'eau de l'atmosphère. Or la vapeur d'eau est elle-même un GES puissant : elle renforce l'effet de serre et amplifie le réchauffement initial. Cette boucle d'amplification est une rétroaction positive, qui rend la sensibilité climatique bien supérieure à l'effet du CO₂ seul.
4. L'atténuation agit sur les causes (réduire les émissions de GES, augmenter les puits de carbone) ; l'adaptation agit sur les conséquences (digues, variétés résistantes, plans canicule). Elles sont complémentaires : même une atténuation efficace ne supprime pas les changements déjà engagés, qui imposent de s'adapter ; et l'adaptation seule ne stabilise jamais le climat. Aucune ne remplace l'autre.
Exercice 4 — Raisonner sur les cycles de Milanković et les paléoclimats
À partir du tableau des paramètres orbitaux, répondez aux questions de raisonnement sur les cycles glaciaires-interglaciaires.
- Ces paramètres modifient-ils la quantité totale d'énergie solaire reçue par la Terre, ou sa répartition ? Justifiez.
- Dans les carottes EPICA, on observe une périodicité dominante d'environ 100 000 ans sur les 800 000 dernières années. À quel paramètre orbital cette périodicité correspond-elle ?
- Les variations de CO₂ suivent légèrement les variations de température dans les archives glaciaires. Que vous apprend ce décalage sur le rôle du CO₂ dans les glaciations passées ?
- Expliquez en quoi la situation actuelle diffère de ce schéma paléoclimatique en ce qui concerne le rôle du CO₂.
Méthode : on distingue le déclencheur orbital (qui agit sur l'insolation) des amplificateurs internes (CO₂, albédo), puis on confronte le schéma passé à la situation présente.
1. Les paramètres de Milanković modifient surtout la répartition de l'énergie solaire (selon les latitudes et les saisons), notamment l'insolation estivale aux hautes latitudes nord, déterminante pour la fonte ou l'accumulation des calottes. L'excentricité fait aussi légèrement varier l'énergie totale, mais l'effet majeur est la distribution spatiale et saisonnière de l'insolation.
2. La périodicité de ≈ 100 000 ans correspond à celle de l'excentricité. C'est le rythme dominant des grands cycles glaciaires-interglaciaires sur les 800 000 dernières années.
3. Le CO₂ suit la température avec un décalage de quelques siècles à millénaires : il n'est donc pas le déclencheur initial des glaciations (c'est le signal orbital qui amorce le changement de température). En revanche, une fois la température modifiée, les échanges de CO₂ avec l'océan et la biosphère changent, et le CO₂ devient un amplificateur (rétroaction) qui renforce le refroidissement ou le réchauffement.
4. Aujourd'hui la chronologie est inversée : ce n'est pas un forçage orbital amplifié ensuite par le CO₂, mais le CO₂ d'origine anthropique qui augmente en premier et force directement la hausse de température. Le CO₂ joue ici le rôle de forçage et non de simple rétroaction, ce qui explique la rapidité sans précédent du réchauffement actuel.
Exercice 5 — Exploiter les scénarios SSP du GIEC
À partir du document, interprétez les projections du GIEC et raisonnez sur le budget carbone.
- Pourquoi les trois scénarios partent-ils d'un même point en 2020 puis divergent-ils ensuite ?
- Un scénario SSP est-il une prévision ? Expliquez la différence entre projection conditionnelle et prévision.
- Le budget carbone restant pour rester sous +1,5 °C (50 % de probabilité) est d'environ 500 Gt CO₂ à partir de 2020 ; les émissions mondiales sont d'environ 40 Gt CO₂/an. Calculez le nombre d'années avant épuisement de ce budget.
- Selon le document, quel scénario est compatible avec l'objectif de l'Accord de Paris (+1,5 °C) et quelles conditions d'émissions implique-t-il ?
Méthode : on lit le graphique (point de départ commun, divergence des trajectoires), on distingue projection et prévision, puis on effectue le calcul du budget carbone par une simple division.
1. Les trois scénarios partent du même point car ils décrivent le même climat observé jusqu'en 2020. Ils divergent ensuite parce qu'ils reposent sur des hypothèses d'émissions différentes (choix socio-économiques) : c'est la quantité de GES émise dans le futur qui sépare les trajectoires.
2. Un scénario SSP n'est pas une prévision. C'est une projection conditionnelle de la forme « si l'on émet telle quantité de GES, alors le climat évoluera ainsi » : le résultat dépend des choix humains. Une prévision (comme la météo à 2 semaines) est une estimation déterministe à court terme, indépendante de décisions futures.
3. 500 Gt ÷ 40 Gt/an = 12,5 ans, soit un épuisement vers 2032-2033 au rythme actuel. Le budget restant est donc très contraint.
4. Seul le scénario SSP1-1.9 maintient le réchauffement autour de +1,4 °C en 2100, compatible avec l'objectif de +1,5 °C de l'Accord de Paris. Il implique une réduction des émissions d'environ 45 % dès 2030 (par rapport à 2010) et l'atteinte de la neutralité carbone avant 2050.
Exercice 6 — Analyser un document sur l'acidification et le blanchissement
Exploitez le texte pour répondre aux questions sur les conséquences du changement climatique en milieu marin.
- Décrivez le mécanisme du blanchissement corallien et précisez le rôle des zooxanthelles.
- Expliquez, à partir du texte, la chaîne de réactions qui conduit du CO₂ atmosphérique à l'acidification des océans.
- Une baisse de pH de seulement 0,1 unité peut sembler faible. Pourquoi est-elle pourtant préoccupante pour les organismes calcifiants ?
- Montrez que réchauffement et acidification constituent deux pressions distinctes, et expliquez pourquoi leur action conjointe est particulièrement menaçante pour les récifs.
Méthode : on prélève les informations du texte, on les relie aux notions du cours (symbiose, équilibre carbonate, pH) et on conclut sur la combinaison des deux pressions.
1. Blanchissement : les zooxanthelles sont des algues symbiotiques photosynthétiques vivant dans les tissus du corail : elles lui fournissent l'essentiel de sa nourriture et sa couleur. Un réchauffement de seulement +1 °C sur quelques semaines provoque leur expulsion ; privé de ses symbiotes, le corail blanchit (on voit son squelette calcaire) et meurt si le stress persiste.
2. Chaîne de l'acidification : l'océan absorbe ≈ 1/4 du CO₂ émis ; ce CO₂ dissous réagit avec l'eau pour former de l'acide carbonique (H₂CO₃), libérant des ions H⁺ qui abaissent le pH (≈ −0,1 unité depuis 1850).
3. Effet du −0,1 : l'échelle de pH est logarithmique : une baisse de 0,1 unité correspond à une augmentation d'environ 26 % de la concentration en ions H⁺. Surtout, l'acidification diminue la disponibilité des ions carbonate indispensables à la calcification : il devient énergétiquement plus coûteux de fabriquer un squelette ou une coquille calcaire, ce qui fragilise coraux, mollusques et plancton calcaire.
4. Deux pressions conjointes : le réchauffement (cause directe : stress thermique, expulsion des zooxanthelles) et l'acidification (cause chimique : difficulté de calcification) sont deux conséquences distinctes du CO₂ excédentaire. Leur action simultanée est particulièrement menaçante car la première tue ou affaiblit le corail tandis que la seconde entrave sa reconstruction : un récif blanchi peine d'autant plus à se rétablir que l'eau est acidifiée, d'où un risque de dégradation irréversible.