Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Asie 2024 (jour 2)

Montrer comment l'étude de roches sédimentaires permet de reconstituer et de dater les variations climatiques du passé.

Réponse : Introduction : Les roches sédimentaires se forment à la surface de la Terre par dépôt de particules, précipitation chimique ou accumulation de restes biologiques. Elles constituent de véritables archives des conditions environnementales et climatiques qui régnaient lors de leur dépôt, tout en conservant les repères nécessaires à leur chronologie. I. Reconstituer les climats du passé à partir des roches sédimentaires : 1. *Indices lithologiques et sédimentologiques :* - Les évaporites (gypse, halite) témoignent d'un climat chaud et aride avec un fort déficit hydrique (évaporation supérieure aux précipitations). - Les bauxites et latérites révèlent une altération poussée sous climat chaud et très humide (tropical). - Les tillites (dépôts glaciaires consolidés) et les blocs erratiques fossiles attestent d'anciennes glaciations (ex. glaciation fini-ordovicienne ou permo-carbonifère). - Les charbons résultent de l'accumulation de matière végétale en milieu marécageux chaud et humide (ex. Carbonifère). 2. *Indices paléontologiques :* - En appliquant le principe d'actualisme, les fossiles préservés dans les roches renseignent sur le climat : récifs coralliens fossiles (mers chaudes tropicales), grains de pollen piégés dans les sédiments lacustres ou tourbières (diagrammes polliniques révélant les alternances glaciaires/interglaciaires du Quaternaire). 3. *Indices géochimiques et isotopiques :* - La composition isotopique de l'oxygène ($\delta^{18}\text{O}$) enregistrée dans les carbonates des tests de foraminifères fossilisés permet de reconstituer le volume des calottes glaciaires et la température des océans du passé. II. Dater les variations climatiques enregistrées : 1. *La datation relative (ordonner dans le temps) :* - Principes de la stratigraphie : superposition (la couche la plus basse est la plus ancienne), continuité et recoupement. - Biostratigraphie : utilisation des fossiles stratigraphiques (foraminifères, ammonites) à courte durée d'existence et large répartition géographique pour caler précisément les strates dans l'échelle des temps géologiques. 2. *La datation absolue (mesurer en millions d'années) :* - Emploi de la radiochronologie sur des niveaux volcaniques intercalés (cendres, cinérites datées par K-Ar ou Ar-Ar) ou sur la matière organique des sédiments récents (carbone 14 pour les 50 000 dernières années), permettant de borner dans le temps absolu les séries sédimentaires et les épisodes climatiques qu'elles enregistrent. Conclusion : L'association de la pétrographie, de la paléontologie, de la géochimie et des méthodes de chronologie relative et absolue fait des roches sédimentaires des piliers fondamentaux pour reconstituer l'histoire climatique de la Terre à toutes les échelles de temps.