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Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux
Glaciations du Quaternaire et dernier maximum glaciaire, période et amplitude des cycles glaciaires-interglaciaires, paramètres orbitaux de Milankovitch et insolation d’été aux hautes latitudes de l’hémisphère Nord, rétroactions de l’albédo, du CO₂ océanique et de la vapeur d’eau, entrées et sorties de glaciation.
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux
Durée : 120 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Spécialité SVT Terminale
Les réponses doivent être rédigées et justifiées. Soigne l'orthographe et la présentation.
Exercice 1 – Mobiliser ses connaissances ★★
(6 pts)Répondez à chaque question par un texte structuré (introduction, développement organisé, conclusion). Un schéma est attendu à la question 2.
- a)Présentez les trois paramètres orbitaux définis par Milankovitch (ce qui varie, amplitude, période) et expliquez comment chacun modifie l’insolation d’été aux hautes latitudes de l’hémisphère Nord.
- b)Définissez une rétroaction, puis expliquez comment l’albédo et la solubilité océanique du CO2 amplifient une entrée en glaciation. Un schéma de la boucle de l’albédo est attendu.
Exercice 2 – Configurations orbitales et entrée en glaciation ★★
(6 pts)Document — Quatre configurations orbitales.
| Configuration | Obliquité | Excentricité | Été boréal |
|---|---|---|---|
| A | 24,2° | 0,048 | au périhélie |
| B | 22,4° | 0,052 | à l’aphélie |
| C | 23,0° | 0,004 | à l’aphélie |
| D | 23,8° | 0,021 | au périhélie |
- a)Désignez la configuration la plus favorable à une entrée en glaciation, en justifiant.
- b)Expliquez pourquoi, dans la configuration C, la position de l’été boréal sur l’orbite a peu d’effet.
- c)Expliquez pourquoi la configuration A est la plus défavorable à une glaciation.
- d)Expliquez pourquoi c’est l’insolation d’été, et non celle d’hiver, qui contrôle la croissance des calottes.
Exercice 3 – Le rythme et le moteur des glaciations ★★★
(8 pts)Document 1 — Dans un enregistrement marin, les maxima glaciaires successifs sont datés de −19, −135, −252 et −345 milliers d’années. On donne : 326 ÷ 3 ≈ 109 et 326 ÷ 41 ≈ 8.
Document 2 — Insolation du jour du solstice d’été à 65° N, calculée pour deux dates (situation choisie) : 436 W·m−2 au début d’une entrée en glaciation, 545 W·m−2 au début d’une sortie de glaciation. Entre ces deux dates, l’énergie solaire annuelle reçue par toute la Terre varie de 0,1 %. On donne : 109 ÷ 436 = 0,25.
Document 3 — Les cycles de ce type sont asymétriques : les calottes se construisent en 80 000 à 90 000 ans et disparaissent en une dizaine de milliers d’années.
- a)Calculez la période moyenne des cycles du document 1, identifiez le paramètre orbital correspondant et justifiez qu’il ne peut pas s’agir de l’obliquité.
- b)Comparez, à l’aide du document 2, la variation de l’insolation d’été à 65° N et celle de l’énergie annuelle, puis réfutez l’idée que les glaciations viennent d’une Terre plus éloignée du Soleil.
- c)Proposez une explication à l’asymétrie décrite par le document 3.
- d)Montrez que l’insolation d’été de l’hémisphère Nord, plutôt que celle de l’hémisphère Sud, rythme ces cycles, puis expliquez comment un refroidissement amorcé autour de 65° N peut devenir un refroidissement d’environ 6 °C pour tout le globe.
Bon courage !
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Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux
Durée : 120 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Spécialité SVT Terminale
Exercice 1 – Mobiliser ses connaissances ★★
(6 pts)- a)Excentricité : forme de l’orbite, de presque 0 à environ 0,06 (0,0167 aujourd’hui), périodes ≈ 100 000 et 405 000 ans ; elle change peu l’énergie annuelle (moins de 0,2 %) mais fixe l’écart de distance entre périhélie, a(1 − e), et aphélie, a(1 + e). Obliquité : angle entre l’axe de rotation et la perpendiculaire au plan de l’orbite, de 22,1° à 24,5° (23,4° aujourd’hui), période ≈ 41 000 ans ; faible, elle réduit l’insolation d’été des hautes latitudes. Précession climatique : saison du passage au périhélie, période ≈ 19 000 à 23 000 ans ; un été boréal à l’aphélie est plus frais, d’autant plus que l’excentricité est forte. Conclusion : obliquité faible + excentricité forte + été boréal à l’aphélie = étés frais vers 65° N, la neige persiste, une glaciation s’amorce. (3)
- b)Rétroaction : réponse du système climatique, provoquée par la variation de température, qui l’amplifie (positive) ou l’atténue (négative) ; elle dépend du climat, contrairement au forçage. Albédo : la neige fraîche réfléchit 80 à 90 % du rayonnement, l’océan libre environ 6 % ; neige persistante → albédo accru → moins d’énergie absorbée → refroidissement → plus de neige (schéma en boucle fermée, flèches et signes). Elle est forte dans l’hémisphère Nord, dont les continents de hautes latitudes portent les calottes. Solubilité : une eau froide dissout davantage de CO2 ; l’océan refroidi en retire de l’atmosphère → effet de serre réduit → refroidissement renforcé. Ces deux rétroactions positives transforment un faible signal orbital en refroidissement planétaire. (3)
Piège — Écrire que la Terre se refroidit parce qu’elle est plus loin du Soleil : c’est l’insolation d’été vers 65° N qui compte.
Exercice 2 – Configurations orbitales et entrée en glaciation ★★
(6 pts)- a)B : obliquité la plus faible (étés des hautes latitudes moins ensoleillés), excentricité la plus forte et été boréal à l’aphélie, au plus loin du Soleil. Les trois conditions réunies donnent des étés frais vers 65° N : la neige de l’hiver persiste. (1,5)
- b)Excentricité de 0,004 : orbite presque circulaire ; les distances au périhélie, a(1 − e), et à l’aphélie, a(1 + e), sont presque égales. Que l’été ait lieu à l’aphélie ou au périhélie change donc très peu l’insolation : la précession n’a presque aucun effet. (1,5)
- c)A cumule la plus forte obliquité et un été boréal au périhélie sur une orbite allongée : les étés vers 65° N sont très ensoleillés, la neige de l’hiver fond entièrement, aucune calotte ne peut s’installer. (1,5)
- d)En hiver, il fait de toute façon assez froid aux hautes latitudes pour qu’il neige ; c’est la fonte estivale qui décide si la neige persiste d’une année à l’autre, s’accumule et se transforme en glace. (1,5)
Méthode — Pour chaque configuration, se demander si les étés vers 65° N sont frais : obliquité, excentricité, saison à l’aphélie.
Exercice 3 – Le rythme et le moteur des glaciations ★★★
(8 pts)- a)4 maxima, 3 intervalles : (345 − 19) ÷ 3 = 326 ÷ 3 ≈ 109 milliers d’années, soit environ 100 000 ans : excentricité. Avec l’obliquité (41 000 ans), on compterait sur la même durée environ 326 ÷ 41 ≈ 8 intervalles, et non 3 : ce n’est pas elle. (2)
- b)Insolation d’été : de 436 à 545 W·m−2, soit 109 W·m−2 de plus, 25 % (109 ÷ 436 = 0,25). Énergie annuelle : 0,1 % seulement. La répartition change beaucoup, le total presque pas. Une Terre « plus éloignée du Soleil » recevrait moins d’énergie sur l’année : ce n’est pas le cas (0,1 %). Ce qui change, c’est la répartition de l’énergie entre saisons et latitudes : un été boréal à l’aphélie, sur une orbite allongée, est plus frais alors que l’été austral, au périhélie, est plus ensoleillé. Ce sont les étés frais vers 65° N qui laissent la neige persister (entrée en glaciation). (2)
- c)Une calotte ne grandit que par accumulation de neige, limitée par les chutes de neige, année après année : la construction est lente. La fonte, elle, s’emballe : la glace qui recule découvre des surfaces sombres (albédo en baisse), l’océan qui se réchauffe dégaze du CO2, l’air plus chaud contient plus de vapeur d’eau ; ces rétroactions positives accélèrent le réchauffement, d’où une terminaison rapide. (2)
- d)L’hémisphère Nord porte environ les deux tiers des terres émergées, dont de vastes continents de hautes latitudes (Canada, Scandinavie, Sibérie) où la neige peut persister et former des calottes ; entre 45° S et 65° S, il n’y a presque que de l’océan, et l’Antarctique est déjà englacé. Le faible forçage orbital, régional, est amplifié puis généralisé : les calottes du Nord augmentent l’albédo ; l’océan refroidi dissout plus de CO2, gaz réparti dans toute l’atmosphère, si bien que l’effet de serre baisse partout ; l’air froid contient moins de vapeur d’eau ; ces rétroactions étendent le refroidissement à toute la planète, jusqu’à environ 6 °C au dernier maximum glaciaire. (2)
Piège — Diviser par le nombre de maxima (4) au lieu du nombre d’intervalles (3).
Ce document est la propriété intellectuelle de Ben, professeur particulier (benprofparticulier.fr), protégée par le Code de la propriété intellectuelle (art. L. 111-1 et L. 122-4). Il est mis à disposition pour un usage personnel de révision. Toute reproduction, diffusion, mise en ligne ou revente, totale ou partielle, sans autorisation écrite est interdite et constitue une contrefaçon (art. L. 335-2).
Ce contrôle de spécialité SVT Terminale en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux » : 3 exercices, 120 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Mobiliser ses connaissances ★★/ 6 pts
- Exercice 2 — Configurations orbitales et entrée en glaciation ★★/ 6 pts
- Exercice 3 — Le rythme et le moteur des glaciations ★★★/ 8 pts
Notions évaluées
Climat, variation climatique, Quaternaire, glaciation, période glaciaire, période interglaciaire, Holocène, dernière glaciation, dernier maximum glaciaire, calotte laurentidienne, calotte fennoscandienne, niveau marin, amplitude, période, cycle de 100 000 ans, cycle de 41 000 ans, dents de scie, terminaison, Milankovitch, paramètres orbitaux, excentricité, obliquité, précession climatique, périhélie, aphélie, insolation, insolation d’été à 65° N, énergie annuelle, asymétrie des masses continentales, forçage, rétroaction positive, rétroaction négative, albédo, solubilité océanique du CO₂, vapeur d’eau, rayonnement infrarouge, déclencheur, amplificateur, corrélation, causalité.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (24 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 120 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux » ?
- 120 minutes pour 3 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de spécialité SVT de terminale ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Climats du Quaternaire : glaciations et paramètres orbitaux » du programme officiel de spécialité SVT en terminale, soit : glaciation, périodes glaciaires et interglaciaires du Quaternaire, dernière glaciation et dernier maximum glaciaire, Holocène ; amplitude et période des variations climatiques sur 800 000 ans, cycles de 41 000 puis de 100 000 ans, asymétrie et terminaisons ; paramètres orbitaux définis par Milankovitch (excentricité, obliquité, précession climatique) et leurs périodes ; puissance solaire reçue, insolation d’été vers 65° N, asymétrie des masses continentales entre les deux hémisphères ; forçage et rétroactions positives et négatives (albédo, solubilité océanique du CO₂, vapeur d’eau, rayonnement infrarouge) ; entrées et sorties de glaciation, déclencheur et amplificateur, corrélation et causalité.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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