Exercice 1 · Bac Sciences de la Vie et de la Terre Polynésie 2025 (jour 1)

Montrer que certaines étapes des cycles orogéniques peuvent conduire à une succession de réchauffement et de refroidissement à l'échelle mondiale.

Réponse : Un texte argumenté structuré présentant : 1. Introduction : Définition d'un cycle orogénique (subduction, collision, formation de relief, érosion). Problématique du couplage entre géodynamique interne et climat via le cycle du carbone (effet de serre du $\text{CO}_2$). 2. Étape conduisant à un réchauffement climatique : - Activité magmatique (volcanisme d'arc en zone de subduction) libérant d'importantes quantités de $\text{CO}_2$ d'origine mantellique dans l'atmosphère. - Métamorphisme thermique et hydrothermal des roches sédimentaires carbonatées enfouies (décarbonatation : $\text{CaCO}_3 + \text{SiO}_2 \rightarrow \text{CaSiO}_3 + \text{CO}_2$). - Augmentation de la teneur en $\text{CO}_2$ atmosphérique $\rightarrow$ intensification de l'effet de serre $\rightarrow$ réchauffement global (ex. optimum climatique au début du Cénozoïque ou au Crétacé). 3. Étape conduisant à un refroidissement climatique : - Surrection de la chaîne de montagnes $\rightarrow$ mise à l'affleurement de roches silicatées continentales fracturées. - Altération chimique des silicates sous climat humide et reliefs accentués : $\text{CaSiO}_3 + 2\,\text{CO}_2 + 3\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\,\text{HCO}_3^- + \text{H}_4\text{SiO}_4$. - Transport des ions par les cours d'eau vers les océans et précipitation des carbonates : $\text{Ca}^{2+} + 2\,\text{HCO}_3^- \rightarrow \text{CaCO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$. - Bilan net : consommation nette d'une mole de $\text{CO}_2$ par mole de silicate altéré $\rightarrow$ diminution du $\text{CO}_2$ atmosphérique $\rightarrow$ affaiblissement de l'effet de serre $\rightarrow$ refroidissement planétaire (ex. surrection himalayenne au Cénozoïque entraînant la glaciation quaternaire, ou orogenèse hercynienne au Carbonifère). - Stockage de matière organique fossile dans les bassins sédimentaires d'avant-pays (formation de charbon au Carbonifère). 4. Conclusion : Bilan synthétique montrant la succession temporelle réchauffement (phases actives de subduction/collision et métamorphisme) puis refroidissement (phases de surrection et démantèlement érosif).