Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Centres étrangers (Afrique) 2024 (jour 2)

Expliquer en quoi différentes étapes du cycle orogénique sont à l'origine de variations du climat mondial.

Réponse : Une synthèse structurée comprenant : 1. Introduction : - Définition d'un cycle orogénique (cycle de Wilson : rifting, ouverture océanique, subduction, collision continentale, puis érosion et pénéplanation). - Problématique : Comment la dynamique lithosphérique modifie-t-elle les teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre (principalement le $\mathrm{CO_2}$) et influence-t-elle le climat à l'échelle des temps géologiques ? 2. Phases magmatiques et réchauffement climatique (source de $\mathrm{CO_2}$) : - *Rifting et océanisation :* Le volcanisme de divergence (dorsales) et de point chaud libère d'importantes quantités de $\mathrm{CO_2}$ d'origine mantellique. - *Subduction et collision :* Le volcanisme d'arc continental ou insulaire recycle les carbonates subduits et dégaze du $\mathrm{CO_2}$ vers l'atmosphère. - *Bilan :* Une augmentation de la teneur en $\mathrm{CO_2}$ atmosphérique renforce l'effet de serre et induit des périodes climatiques chaudes (ex. le Crétacé lors de la dislocation de la Pangée). 3. Altération des reliefs, sédimentation et refroidissement climatique (puits de $\mathrm{CO_2}$) : - *Orogenèse et surrection :* La formation des chaînes de montagnes expose d'importants volumes de roches silicatées continentales (granitoïdes, gneiss) à l'altération météorique. - *Altération chimique des silicates :* Réaction consommatrice de $\mathrm{CO_2}$ dissous : $$\mathrm{CaSiO_3 + 2\,CO_2 + 3\,H_2O \rightarrow Ca^{2+} + 2\,HCO_3^- + H_4SiO_4}$$ - Les ions produits sont transportés par les cours d'eau vers les océans, où ils précipitent sous forme de carbonates de calcium : $$\mathrm{Ca^{2+} + 2\,HCO_3^- \rightarrow CaCO_3 + CO_2 + H_2O}$$ - *Bilan net :* À l'échelle globale, l'altération des silicates suivie de la précipitation carbonatée consomme 1 mole de $\mathrm{CO_2}$ par mole de silicate altéré. Ce piégeage géologique de carbone diminue l'effet de serre et mène à des périodes glaciaires (ex. refroidissement cénozoïque avec la surrection de l'Himalaya, ou glaciation permo-carbonifère avec la chaîne hercynienne). 4. Conclusion : - Schéma bilan intégrant les étapes du cycle orogénique, les flux de carbone (volcanisme = source ; altération = puits) et les variations climatiques globales associées.