Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Asie 2024 (jour 1)

Montrer que l'analyse de fossiles et de la composition chimique des roches apporte des informations sur l'histoire climatique d'une région.

Réponse : Introduction Le climat de la Terre a continuellement varié au cours des temps géologiques. Pour reconstituer les paléoclimats d'une région, les géologues exploitent des indices conservés dans les strates sédimentaires : les fossiles et la composition chimique des roches. Comment leur étude permet-elle de retracer l'histoire climatique d'une région ? --- I. Les fossiles, bio-indicateurs des paléoclimats L'utilisation des fossiles repose sur le principe d'actualisme : les exigences écologiques des espèces fossiles étaient comparables à celles de leurs proches parents actuels. 1. La palynologie (pollens fossiles) - La paroi des grains de pollen (sporopollénine) est très résistante, ce qui permet leur conservation dans les sédiments lacustres ou les tourbières. - L'identification et le comptage des pollens dans une carotte donnent un diagramme pollinique, qui montre l'évolution de la végétation au cours du temps. - *Exemple :* une dominance de pollens de bouleau, de pin, d'armoise ou de graminées indique une steppe ou une toundra, donc un climat froid (période glaciaire). Une dominance de chêne, de hêtre ou de noisetier indique une forêt tempérée, donc un climat tempéré humide (interglaciaire). 2. Les microfossiles marins (foraminifères) - Le sens d'enroulement du test de *Neogloboquadrina pachyderma* dépend de la température de l'eau : - senestre en eau froide ; - dextre en eau plus tempérée. - Les associations d'espèces de foraminifères renseignent aussi sur la température et la salinité des eaux. 3. Autres fossiles - Les coraux constructeurs de récifs indiquent des eaux chaudes et peu profondes. - Les fougères arborescentes indiquent un climat chaud et humide. --- II. La composition chimique et la nature des roches 1. Le thermomètre isotopique (δ18O) - Les tests carbonatés (CaCO3) des foraminifères incorporent l'oxygène de l'eau de mer. - Le δ18O mesure le rapport 18O/16O. Il dépend de la température et du volume des glaces. - En période glaciaire, le 16O, plus léger et plus facilement évaporé, est stocké dans les calottes. L'océan s'enrichit alors en 18O et le δ18O des carbonates augmente. Un δ18O élevé traduit donc un climat froid. - Dans les glaces polaires, c'est l'inverse : un δ18O bas indique un climat froid. - L'analyse des carottes sédimentaires donne ainsi une courbe des alternances glaciaires et interglaciaires. 2. Les roches sédimentaires, indicateurs directs du climat - Évaporites (gypse, halite) : milieu chaud et aride, à forte évaporation. - Charbons : accumulation de végétaux en milieu chaud et très humide (forêts marécageuses). *Exemple :* les charbons du Carbonifère d'Europe, alors en zone équatoriale. - Bauxites et latérites : altération intense sous climat chaud et humide. - Tillites, moraines, blocs erratiques, roches striées : présence de glaciers, donc climat froid. 3. La datation des données - Les principes de stratigraphie (superposition, continuité, identité paléontologique) permettent de dater relativement les indices. - La radiochronologie (par exemple le 14C pour les derniers 50 000 ans) les date de façon absolue. - On reconstitue ainsi la chronologie des variations climatiques. --- Conclusion Les fossiles (pollens, foraminifères) et la nature et la géochimie des roches (δ18O, évaporites, charbons, tillites) sont des indices complémentaires. Une fois datés, ils permettent de reconstituer l'histoire climatique d'une région, par exemple l'alternance de périodes glaciaires et interglaciaires au Quaternaire. Le croisement de plusieurs indices indépendants renforce la fiabilité de ces reconstitutions.