Cours SVT Chevallier Covid-19

 III) Erosion et activités humaines

Activité 4 : L’exploitation des roches sédimentaires pour satisfaire les besoins en matériaux
L’Homme utilise un très grand nombre de matériaux d’origine sédimentaire pour la construction debâtiments, d’objets, mais aussi pour l’élaboration de produits technologiques comme les téléphones portables.

Vous devez élaborer une affiche de format A4 sur la roche sédimentaire exploitée à partir des documents proposés mais aussi de vos connaissances. Vous devrez indiquer sur cette affiche l’origine de la roche, les utilisations que l’on en fait et son mode d’exploitation. Le contenu devra être scientifiquement complet et correct, et la forme devra être attractive pour des lycéens, avec notamment des illustrations.

Conglomérats : galets plus ou moins gros dans une matrice de nature variée → formée dans les rivières où se déposent les sédiments de plus grande taille

Pélites : roches constituée d'éléments argileux de très petite taille (< 63 μm)→ formée dans les zones très calmes et abritées, comme les estuaires
→ Travail sur l’exemple proposé :
- les gravières de Garonne : exploitation de différentes tailles de sédiments déposés par le fleuve, utilisations variées pour la construction, nécessité de réhabiliter les exploitations après cessation d’activité (établissement de zones humides riches en biodiversité)

Exemple : Les granulats – Les Gravières de Garonne à Ondes (31)

Document 1 : Photographie satellite de la gravière d’Ondes

Document 2 : Les produits issus de la gravière
Les granulats de la gravière d’Ondes sont exploités dans le but de produire différents types produits : des sables entre 0 et 4 mm, des gravillons entre 2 et 22,4 mm de diamètre, des graves entre 0 et 36 mm, des cailloux entre 22 et 63 mm et des galets entre 63 et 130 mm.

Sable 0/1 mm                                                      Gravillon 6/14 mm

Grave 0/36 mm                                                                                Cailloux 22/31 mm

Galet 63/130 mm

 Document 3 : Les grandes étapes d’exploitation d’une gravière (Source : Lafarge)
Dans les gravières comme celle d’Onde, les différents types de granulats sont extraits à partir de la même roche sédimentaire détritique.
Cette roche est ensuite triée puis contrôlés avant d’être stockées pour les différents usages. Le transport pourra ensuite être effectué par
bateau, par train ou par camions.

 Document 4 : Les utilisations des produits issus des gravières (d’après Seconde, Bordas editeur)

a) Les différents types d’ouvrages contenant des granulats

 b) Consommation moyenne en granulat par habitant et par an en France

c) Les granulats employés pour la construction d’une route

Les couches de fondation et de base sont faites en graves d’une dimension maximale de 80 mm. La couche de roulement associe quant à elle gravillons et sables (dimension inférieure à 31,5 et 6,3 mm) avec du bitume.

Document 5 : La réhabilitation des gravières après l’exploitation

Dès 1970, la loi impose que les carrières qui cessent d’être exploitées soient remises en état. Depuis 1994, il est précisé que les carrières ne peuvent être exploitées que 30 ans (éventuellement 45 dans certaines conditions), et qu’elles doivent impérativement être réhabilitées ensuite.
Après la fin de leur exploitation, les gravières sont ainsi revégétalisées (soit naturellement, soit par l’Homme), et peuvent souvent donner lieu à des réserves de biodiversité (lieux de nidification d’oiseaux, d’amphibiens….). On y trouve souvent des aménagements touristiques permettant de mieux connaître les milieux humides de bord de rivière.

 Exemple de nréhabilitation : la gravière aux oiseaux (Roanne, Loire)

Bilan : L’être humain utilise de nombreux produits issus de l’érosion et de la sédimentation pour ses besoins : sables, argiles, terres rares… L’exploitation de ces ressources modifie le paysage, mais les carrières abandonnées en France sont ensuite réhabilités pour créer de nouveaux paysages préservés.

→ Les activités humaines ont donc des conséquences sur les paysages au niveau des carrières, mais elles se
voient également de façon plus générale et peuvent influencer dans un sens ou dans un autre les
phénomènes d’érosion et de sédimentation

Activité 5 : Les conséquences des activités humaines sur l’évolution des paysages
A partir des ressources proposées, rédigez une synthèse d’une vingtaine de ligne expliquant comment les activités humaines modifient les paysages et quelles mesures peuvent être prises pour y remédier. Vous y inclurez des illustrations de l’évolution des paysages.

→ Travail au choix sur un des 2 exemples :
Exemple 1 : l’installation des barrages et les conséquences sur les paysages
Exemple 2 : Les activités humaines sur les cordons dunaires

Trace écrite activité 2

Document 1 : Modélisation du transport des sédiments par les rivières
→ Observation du devenir de sédiments dans le cours d'eau en faisant varier la pente entre les 2 modèles :
possibilité de prendre des photos pour agrémenter le travail.
Observations à réaliser :
- les sédiments les plus gros restent en haut, les plus fins vont jusqu'en bas.
- les sédiments se déposent au fur et mesure, notamment dans certaines zones comme les méandres
- plus la pente est forte, plus les éléments sont transportés loin, même les plus gros

Document 2 : L'eau, un bon agent de transport
- les argiles et limons restent en suspension dans l'eau
- les sables de déplacent en faisant de petits sauts au fond de la rivière
- les graviers roulent ou glissent au fond de l'eau

Document 3 : Le dépôt des produits de l'érosion au fil du trajet : doc 3 p.99 Hachette
- en amont (au Puy en Velay), les prélèvements contiennent des éléments de grande taille (majoritairement entre 0,5 et 8 mm)
- en aval (à Nantes), les prélèvements contiennent des éléments de petite taille (de moins de 0,125 à 0,5 mm).
→ plus les éléments sont petits, plus ils sont transportés loin comme vu dans le modèle de rivière : à relier au mode de transport de chaque type d'éléments

Document 4 :

→ L'eau du Tarn contient des ions en solution (calcium et fer), sûrement ceux issus de l'altération des roches (lien avec l'activité 1)

Conclusion de l'activité : Les rivières transportent des éléments solides de taille variée : graviers, sables, limon… En fonction de leur taille, ces éléments sont transportés selon des modalités différentes, soit en suspension, soit au fond des rivières. Ils se déposent au fur et à mesure selon un tri : plus ils sont légers, plus ils pourront être transportés loin, mais plus la rivière est puissante, plus les éléments solides seront transportés loin. Les rivières transportent également des ions variés, dissous dans l’eau. Tous ces éléments, solides ou solubles, sont issus de l’altération des roches dans les reliefs.

 Activité 3 : Des sédiments aux roches sédimentaires détritiques
Notions abordées : roches détritiques, milieu de sédimentation
Capacités travaillées : étudier des roches sédimentaires détritiques, reconstituer un paléo-environnement

Fiche déposée sur pronote (la partie 1 n'est pas réalisable)

Document 1 : Le principe d’actualisme

Document 2 : Situation paléogéographique de la France au Trias et au Jurassique
Au Trias (- 250 MA), Jura et Vosges se trouvaient en bordure d'océan, sur la côte. Au Jurassique (-150 MA), ces 2 régions étaient immergés dans une mer peu profonde.

Document 3 : Le grès des Vosges
a) Observation de quelques échantillons de grès Vosgiens : le grès correspond à une accumulation de grains de sable plus ou moins gros, de taille plus ou moins homogène.
b) Observation de quelques figures particulières dans les grès vosgiens : on retrouve des figures qui ressemblent à des ripple marks et des stratifications entrecroisées.
Evolution de la porosité des roches en fonction de laprofondeur →
→ On trouve donc une roche formée de grains de sable assez grossiers pour certains, qu'on trouveaujourd'hui soit dans les rivières, soit sur les plages. On trouve aussi des figures typiques des bords de mer donc selon le principe d'actualisme, les Vosges correspondaient à un bord de mer il y a 250 MA (ce que confirme la paléogéographie).

Document 4 : Le grès de Fontainebleau
a) Observation de quelques échantillons de grès de Fontainebleau : grès assez fin, avec des ciments soit calcaire, soit siliceux en fonction des cas
b) Observation de quelques figures particulières : on retrouve des figures qui ressemblent à des terriers d'arénicole ou à des sols avec traces de racine
→ On trouve donc une roche formé de grains de sable fin, et des traces de terriers d'animaux vivant dans lazone de balancement des marées. Donc selon le principe d'actualisme, Fontainebleau devait être uneplage. Mais on trouve aussi des traces de racines, donc la mer a dû se retirer, et on s'éloigne de plus en plusde la mer…

Bilan : Il existe plusieurs types de roches sédimentaires détritiques, en fonction de la taille et de la nature des dépôts : conglomérats, grès et pélites. Elles sont toutes formées par compaction et cimentation des dépôts de sédiments issus de l'érosion d'autres roches, grâce à l'enfouissement en profondeur.
→ Ces roches sédimentaires sont aujourd'hui utilisées par l'Homme : on va donc en étudier quelques exemples et voir les conséquences que cela peut avoir sur l'environnement

Chapitre 3 – Le phénotype immunitaire au cours de la vie

On pense que les Chinois connaissaient la variolisation avant le XIème siècle mais ces origines précoces sont remises en cause par certains auteurs. Entre les années 1770 à 1796, une dizaine de personnes reçoivent des inoculations de la variole de la vache. Ce premier contact évite par la suite les infections par la variole humaine. Le mot vaccination vient du latin : vacca qui signifie « vache ». C’est ensuite Pasteur, avec l’aide des travaux de Koch qui expliqua le principe de la vaccination. Il démontra formellement son utilité en vaccinant un troupeau de mouton (5 mai 1881) et en sauvant un jeune garçon (Joseph Meister,) mordu par un chien enragé).

Comment les défenses immunitaires évoluent-elles au cours de la vie ?

I- La mémoire immunitaire

1- La réponse primaire

Lors de la première rencontre avec un antigène, le système immunitaire produit des anticorps et les LT spécifique de l’agent infectieux. Cette réponse est appelée réponse primaire. Lors de cette étape, les LB et LT spécifiques sont sélectionnés, prolifèrent et se différencient en cellules à courte durée de vie, le temps de l’infection. Cependant une partie est mise en réserve sous la forme de lymphocytes mémoire. Cette réaction est longue à se mettre en place (6 jours) et peu intense.

2- La réponse secondaire

Lors de la deuxième rencontre avec l’antigène, la réponse est beaucoup plus efficace, c’est la réponse secondaire. Ceci traduit l’existence d’une mémoire immunitaire. Elle implique l’existence de lymphocytes et plasmocytes dits mémoire et à longue durée de vie Lors d’une deuxième infection, ils prolifèrent et se différencient beaucoup plus vite. Les plasmocytes mémoire produisent des anticorps qui circulent dans le sérum et peuvent être mis en évidence lors d’une prise de sang. Cette réaction est mise en place plus rapidement (2 jours) et elle est plus intense.
Ceci explique que certaines maladies ne sont contractées qu’une fois comme les maladies infantiles comme la varicelle, la rougeole, les oreillons.

II- La vaccination

1- Les types de vaccins

Il existe plusieurs types de vaccins :
- Les vaccins « vivants » qui contiennent une forme vivante mais peu ou pas virulente de l’agent infectieux. (BCG, ROR, Varicelle)
- Les vaccins inactivés contiennent soit l’agent infectieux tués soit des antigènes purifiés (Poliomyélite, Choléra)
- Les Anatoxines (Diphtérie, Tétanos)
- Les antigènes (Hépatite B, Grippe)

Les vaccins contiennent des adjuvants qui déclenchent la réaction inflammatoire précédant la réaction innée, ce qui rend l’action plus optimale.

2- Le principe de la vaccination

La vaccination consiste à inoculer à un individu des antigènes d’un agent infectieux sous une forme immunogène (Réaction Inflammatoire puis Réaction immunitaire Acquise) mais non virulente (elle ne provoque pas la maladie). La réaction provoquée permet de produire des lymphocytes et des plasmocytes mémoire spécifique de l’agent infectieux. Ainsi, quand l’individu vacciné rencontre l’agent infectieux, c’est la réponse secondaire qui se met en place. La vaccination repose en fait sur une série d’injection ayant pour objectif de produire une quantité suffisante d’anticorps pour être immunisé.

3- L’immunisation et sa détection

Une personne immunisée possède une quantité seuil (variable suivant les cas) d’anticorps dirigés contre les antigènes d’un micro-organisme. La détection des anticorps peut se faire au moyen d’un test ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) selon le principe suivant (voir schéma).
Les antigènes (Ag) complémentaires des anticorps à tester (Ac1) sont fixés au fond de puits. Les solutions à tester présentent des quantités variables (et/ou inconnues) d’anticorps (Ac1). Les Ac1 se fixent à l’antigène. On réalise alors un lavage pour éliminer tous les Ac1 non fixés à l’antigène (et les éléments parasites). Puis on ajoute des anticorps anti-Ac1 (Ac2) qui sont couplés à une enzyme. Après un nouveau rinçage pour éliminer les anticorps Ac2 non fixés, on ajoute le substrat de l’enzyme qui est incolore et est transformé en produit coloré (bleu). Plus la quantité d’Ac1 est grande, plus la quantité d’Ac2 est grande et ainsi, plus la quantité d’enzyme est importante et plus le substrat sera rapidement dégradé en produit coloré. Ainsi, la quantité d’Ac1 est directement proportionnelle à l’intensité de la coloration. Pour identifier la concentration réelle d’Ac1, on réalise une gamme étalon avec des solutions de concentrations d’Ac1 connues. Grâce à cette gamme colorée, on peut estimer la concentration de l’échantillon à tester.

4- Les limites de la vaccination

Dans le cas de la grippe, les antigènes changent tous les ans, il est donc impossible de mettre en place des lymphocytes mémoire spécifiques. C’est également pourquoi les vaccins contre la grippe contiennent plusieurs formes de virus grippaux (dont celui de la grippe A).
Dans d’autres cas, les pathogènes sont capables de muter rapidement et d’échapper au système immunitaire (cas du paludisme).

III- L’évolution du phénotype immunitaire

1- Une très grande diversité
A la naissance, chaque individu est équipé d’un « pool » de lymphocytes naïfs différents extrêmement nombreux mais présents en très petite quantité chacun : c’est le répertoire immunitaire. Ces lymphocytes seront activés par l’entrée d’antigènes dans le corps humain et ils pourront alors se multiplier.

2- Le phénotype immunitaire
Ainsi, plus l’âge d’un individu augmente, plus sa quantité de cellules mémoire augmente. Ce phénotype est différent selon les individus et varie en fonction des agents infectieux rencontrés.

Correction des exercices

Exercice 2 p 414

Question 1.

Dans le sérum 1, un anticorps anti-p24 révèle la présence d'une protéine p24

Dans le sérum 2, un anticorps anti-p24 révèle la présence d'une protéine p24

un anticorps anti-gp160 révèle la présence d'une protéine gp160

Dans le sérum 3, les anticorps ont révélé la présence de 7 protéines : gp 160, gp120, p66 ; p41, p31, p24 et p18.

Dans les 3 sérums, la présence des anticorps met en évidence une réaction immunitaire dirigée contre des protéines présentes dans des organismes pathogènes (virus, bactéries)

Question 2.

Les individus 1 et 2 sont séronégatifs car ils possèdent peu d'anticorps dirigés contre des protéines du VIH (même si l'individu 2 possède des anticorps anti gp160)

L'individu 3 possède des anticorps anti-gp160, anti-gp 120 et anti-gp41 soit 3 glycoprotéines membranaires du VIH, des anticorps anti-p18 soit une protéine membranaire du VIH et un anticorps anti-p68 soit une enzyme virale : on peut donc considérer que l'individu est séropositif vis à vis du VIH.

Exercice 5 p 416

Chez le parent 1, l'ajout d'anticorps anti-A entraîne l'agglutination des hématies, ce qui laisse supposer que le parent 1 est de groupe sanguin A et possède des molécules A à la surface de ses hématies. Le sérum de cet individu possède des anticorps anti-B car les hématies de groupe B s'agglutinent. Ce sérum reconnaît donc les molécules étrangères au groupe A.

Chez le parent 2, c'est l'ajout d'anticorps anti-B qui entraîne l'agglutination, le parent serait donc de groupe sanguin B. Le sérum entraîne l'agglutination des hématies de groupe A, ce sérum contient des anticorps anti-A, le parent 2 est donc de groupe sanguin B.

Dans la fratrie, la présence des anticorps anti-A et anti-B n'entraîne pas de réaction, ce qui signifie que les hématies ne présentent aucune molécule à leur surface. Ces individus seraient donc de groupe sanguin O puisqu'aucun complexe immun ne se forme. Par contre, le sérum mis au contact d'hématies A et B entraîne une agglutination (A et B sont donc des antigènes qui représentent un élément étranger), ce qui signifie bien que les individus de la fratrie sont de groupe sanguin O.

Le patient possède des molécules A et B à la surface de ses hématies car les anticorps anti-A et anti-B entraînent une agglutination, l'individu est donc de groupe AB. Les hématies qui ne possèdent pas de marqueurs à leur surface se trouvent dans la fratrie, les individus du groupe AB pourront donc recevoir du sang du groupe O.

Exercice 6 p 417

Les poules qui ont reçu des bactéries du choléra affaiblies ont survécu 1 mois puis mises au contact de bactéries virulentes du choléra, elles ont survécu au contraire de celles qui n'avaient jamais reçu de bactéries affaiblies. On peut envisager que les poules qui ont été au contact des bactéries affaiblies ont développé une immunité spécifique et des anticorps contre la bactérie du choléra affaiblie. En cas de 2e contact, elles avaient des anticorps qui leur ont permis de se défendre contre le souche virulente. C'est le principe de la vaccination. Des lymphocytes B mémoire ont été stimulés pour se transformer en plasmocytes et sécréter des anticorps anti choléra de la poule car ils ont reconnu des des molécules similaires à celles présentes à la surface des bactéries affaiblies.

Trace écrite

b) Les conditions de formation des falaises calcaires du crétacé

Durant le crétacé, une avancée de la mer vers les continents a eu lieu, on parle de transgression. Les plates formes continentales ont alors été recouvertes d’eau par des mers dites épicontinentales. Le niveau marin était de 200 à 300 fois plus élevé qu’aujourd’hui.

Transition : température de l’eau ?

1ere partie crétacé : delta de 2 à 19 donc passage de 20 degrés à 26 degrés puis diminution à 17degrés.

La diminution du delta ¹⁸O dans les roches carbonatées (calcaire) de la première partie du Crétacé permet de mettre en évidence une diminution du delta ¹⁸O marin, indice d'un réchauffement de l'eau et donc du climat. (La fin du crétacé est cependant marquée par un refroidissement général.)

Aujourd’hui, on retrouve de nombreuses falaises calcaires caractéristiques du crétacé. Des algues planctoniques se sont fortement développées dans des mers épicontinentales et chaudes, leurs tests se sont déposés formant ces falaises de craies.

3°) Contextes géodynamiques

• Mise en évidence d’une corrélation entre les variations de température terrestre à l’échelle du milliard d’années, les variations de la teneur en CO₂ atmosphérique et les variations du volcanisme et de l’érosion continentale par la tectonique des plaques

- Sur les grandes durées (par exemple pendant le dernier milliard d'années), les traces de variations climatiques importantes sont enregistrées dans les roches sédimentaires. Des conditions climatiques très éloignées de celles de l'époque actuelle ont existé.

 --> dernière partie sur l'évolution actuelle du climat

V) Les prédictions

Film animation modélisation climatique

http://www.ipsl.fr/fr/Mediatheque/Multimedia/Animation-sur-la-modelisation-climatique

http://education.meteofrance.com/education/machineclimatique

La mise en relation des températures et de la composition atmosphérique conduit à imaginer une origine anthropique à l'évolution récente du climat via l’amplification de l’effet de serre.

La modélisation de la relation effet de serre/climat permet de proposer des hypothèses d'évolutions possibles du climat de la planète notamment en fonction des émissions de gaz à effet de serre induites par l'activité humaine.

Trace écrite correspondant à l'activité de la semaine dernière :

I) Le rôle de l’érosion dans l’aspect des paysages actuels

Proposer des hypothèses qui expliqueraient la variété des paysages précédemment observés :
- la présence d’eau qui érode facilement les roches (pluie, rivière, mer)
- le type de roches
- le climat (température, quantité de pluie…)
- la pente (plus c’est pentu, plus l’érosion est forte)

Activité 1 : Etude d’un exemple d’érosion dynamique : la Clapière (Alpes-Maritimes)

Notions abordées : érosion, altération, sédiments
Capacités travaillées : extraire des données issues de l'observation d'un paysage, relier la nature de la roche à sa résistance à l'altération, relier l'intensité de l'altération avec l'importance du relief et les conditions climatiques.

Le glissement de La Clapière, à proximité du village de Saint Etienne de Tinée, est particulièrement surveillé depuis 1970, par le Centres d'études techniques de l'équipement d’Aix-en-Provence. Il correspond au glissement progressif d’une masse de roche d’environ 50 millions de m³, qui glisse de 1 à 10m par an vers le fond de la vallée de la Tinée.

Ce glissement modifie petit à petit le paysage de la vallée, et est susceptible de la barrer complètement, entraînant alors l’inondation du village en amont.
On cherche à comprendre l’origine de ce phénomène.

Doc 1 : Observation du déplacement : glissement de 80m entre 1976 et 2003 (à calculer)

Doc 2 : Deux types de roches différentes sur les flancs (à mettre en relation avec le doc 3) + failles verticales dans lesquelles de l’eau peut s’infiltrer, et qui créent des zones de fragilité

Doc 3 : - Les roches n’ont pas la même résistance face à la contrainte (une est plus friable que l’autre),
- le gneiss altéré et l’arène granitique plongés dans l'eau montre qu’il y a de l’argile qui se dissout
dedans donc peuvent être entraînés avec l’eau de pluie
- le gneiss est constitué de minéraux blanc, gris et noir, et plus elle est altérée, plus elle devient
marron
→ ces actions chimiques et mécaniques de l’eau sont appelées altération.

Doc 4 :

¤ l’alternance gel/dégel peut favoriser les éboulements et donc l’érosion
¤ à la suite d’épisodes de fortes pluies et/ou de fonte des neiges, on a eu accélération du glissement
→ l’eau fait accélérer l’érosion

Conclusion de l’activité : Le glissement de la Clapière est lié à différents facteurs.
Tout d’abord, il existe de nombreuses failles et fissures sur les flancs de la montagne, qui fragilisent la montagne. De plus, l’eau peut s’infiltrer dans les fissures et provoquer l’éboulement si elle gèle. Par ailleurs, l’eau peut dissoudre certains constituants des roches entraînant sa fragilisation. Enfin, l’eau de pluie peut entraîner de petit morceaux de roches, fragilisant ainsi le flanc d’une montagne, le long de laquelle les roches peuvent glisser vu la pente importante.

NB : la végétation peut aussi jouer un rôle dans l’érosion → image ci-dessous

Bilan : L’érosion affecte la totalité des reliefs terrestre, d’autant plus que la pente est importante. L’eau est
le principal facteur de l’altération et de l’érosion, mais son action dépend de la nature des roches
(cohérence, composition chimique). Le climat (température, pluviométrie) et la végétation peuvent
également influencer les processus d’érosion.
→ Que deviennent les produits issus de l’érosion ?

II) Le devenir des produits de l’érosion

Lors des forts épisodes de pluies, les rivières changent d'aspect : elles deviennent marrons, signe qu'elle transportent de nombreux éléments issus de l'érosion, plus qu'entre ces périodes de pluie.

Quels sont les éléments transportés ? Que deviennent-ils pendant leur parcours ?

Activité 2 : Le transport des produits de l’altération par les rivières

Notions abordées : modes de transports
Capacités travaillées : Etudier et identifier la fraction solide et les éléments solubles transportés dans les
cours d'eau, identifier par des tests chimiques des éléments solubles issus de l'altération, relier la puissance
d'un cours d'eau à sa capacité de transport des éléments solides

A l'aide des documents proposés, préciser le type d'éléments transportés par les rivières ainsi que leur
devenir le long du trajet de la rivière.

Document 1 : Modélisation du transport des sédiments par les rivières
→ Observation du devenir de sédiments dans le cours d'eau en faisant varier la pente entre les 2 modèles (visualiser les 2 videos) :

Modèle 1:

https://vimeo.com/323573833

Modèle 2:

https://vimeo.com/323572976

Observations à réaliser : Répartition des particules issues de l'érosion en fonction de la pente, des méandres et du "haut" et du "bas" de la rivière

Document 2 : L'eau, un bon agent de transport :

Rechercher la taille des différentes particules présentes dans l'eau  (argiles, limons, sables et graviers) et à partir des 2 documents, décrivez le comportement qu'ils doivent avoir ( rester en suspension, se déplacer en faisant de petits sauts ou rouler et glisser)
 

Le diagramme de Hjulstroem Source : "Eléments de géologie" - Ch. Pomerol - P. Bellair (Ed. Dunod)

La capacité et la compétence sont fonction de la vitesse et du type d'écoulement : 

  Les substances insolubles peuvent être transportées par flottaison si leur densité est inférieure à 1, par suspension dans la masse liquide, par roulement, saltation ou glissement au voisinage du fond.

 Il ne faut pas négliger le transport des substances en solution : dans les cours d'eau de climat tempéré, il peut être plus important que la charge solide (ex : 7 fois plus important pour la Seine)

Source : "Eléments de géologie" - Ch. Pomerol - P.Bellair  (Ed. Dunod)

Document 3 : Le dépôt des produits de l'érosion au fil du trajet :

doc 3 p.99 Hachette

doc 3 p.99 Hachette

Décrire les éléments contenus dans les prélèvements  au fil de la Loire (le Puy en Velay se trouve à la source, Nantes est à l'embouchure)

Document 4 : Identification d'éléments solubles pris en charge par les rivières

→ L'eau du Tarn a été analysée, les tests 1 et 4 sont positifs, concluez sur la composition chimique de la roche rencontrée et altérée par ce cours d'eau.

Trace écrite correspondant à l'activité 3 sur les anticorps

 II. La réponse immunitaire adaptative humorale

activité 3 : Les anticorps, des immunoglobulines spécifiques
Le dépistage du VIH est réalisé notamment par le test Elisa qui consiste à rechercher dans le plasma d’une personne la présence d’anticorps anti-VIH. Une personne est séropositive lorsqu’on détecte la présence d’anticorps anti-VIH dans son plasma. On suppose donc que les anticorps produits sont spécifiques d’une molécule donnée (antigène)

Qu’est-ce qu’un anticorps et comment permettent-ils de lutter contre une infection ?

1- L’origine de la production des anticorps

Lors d’une infection par un micro-organisme (virus, bactérie, champignon …), la réaction inflammatoire se met en place dans les premières heures. Mais, environ 5 jours après le contact, on observe l’apparition d’anticorps dirigés contre le pathogène.
C’est la réaction immunitaire adaptative humorale.
Par exemple, la grippe est un virus responsable d’épidémie saisonnière dans le monde entier. Ce virus possède une enveloppe contenant de nombreuses protéines dont l’hémagglutinine (H) et la neuraminidase (N) (doc2 d p 407). Ce sont ces protéines qui déclenchent la réponse immunitaire : on parle d‘antigènes. Un antigène correspond à une structure moléculaire pouvant être reconnue par un récepteur de l’immunité adaptative (récepteurs des cellules B ou T) et déclenche la production d’anticorps.
Dans ce cas, les anticorps produits sont des anticorps anti-H ou anti-N.
Dans le cas du VIH, les protéines antigéniques sont présentes à la surface du virus (qui est enveloppée) : il s’agit des protéines GP120 et GP41.Ces protéines sont assez variables (mutations fréquentes des gènes du virus). Dans ce cas, les anticorps produits sont des anti-GP120 ou anti-GP41.

Remarque : la présence d’un anticorps dans le sérum d’un individu est appelée séropositivité. Ce terme ne doit pas être restreint au VIH.

2- La structure des anticorps : une structure spécifique de l’antigène

Les anticorps sont des protéines appartenant à la famille des immunoglobulines et présentant une forme tridimensionnelle en Y. On les retrouve dans l’ensemble des fluides corporels (sérum, milieu extracellulaire, lymphe, lait maternel …)

Ils sont constitués de 4 chaînes polypeptidiques :
- 2 chaînes lourdes identiques sur un même anticorps
- 2 chaînes légères identiques sur un même anticorps.

Ces chaînes sont reliées et stabilisées par des liaisons appelées ponts disulfures.
La comparaison de différents anticorps montre que les 2 types de chaînes sont constituées d’une région constante (identique pour tous les anticorps) et d’une région variable qui diffère d’un anticorps à l’autre. Ainsi, les 2 « bras » de l’anticorps présentent les parties variables d’une chaîne lourde et d’une chaîne légère. C’est cette zone qui va permettre la reconnaissance des antigènes.
La région variable est spécifique d’un antigène. C’est le site de fixation de l’antigène. La région constante permettra la fixation de l’anticorps sur la membrane plasmique de certaines cellules (macrophages).

3- Le mode d’action des anticorps

Lors de la réaction humorale, les anticorps vont venir se fixer sur les antigènes.
Grâce à leurs deux sites de fixation, ils vont pouvoir lier plusieurs pathogènes et former un très gros assemblage d’anticorps-antigènes : on parle alors de complexe immun.

Schéma du complexe immun

La formation du complexe immun gène considérablement l’action des pathogènes. Cette structure est également reconnue par les macrophages qui sont
équipés de récepteurs à la partie constante des anticorps. Les macrophages vont donc phagocyter le complexe immun et ainsi détruire le pathogène. On a donc ici une coopération entre les cellules de la réaction inflammatoire et les acteurs de la réaction adaptative.

 Schéma de la phagocytose des complexes immuns.

 Mais d’où proviennent les anticorps ? Sont-ils les seuls à agir ?

III. Le cas du VIH et le SIDA

1- Structure du VIH

Le VIH comporte :

- Une enveloppe virale constituée d'une double bicouche lipidique et de deux sortes de glycoprotéines :
gp120 et gp 41.

La molécule gp 41 traverse la bicouche lipidique tandis que la molécule gp120 occupe une position plus périphérique : elle joue le rôle de récepteur
viral de la molécule membranaire CD4 des cellules hôte.
L'enveloppe virale dérive de la cellule hôte : il en résulte qu'elle contient quelques protéines membranaires de cette dernière, y compris des molécules du CMH.

- Un core viral ou nucléocapside, qui inclut une couche de protéine p17 et une couche plus profonde de protéines p24.

- Un génome constitué de deux copies d’ARN simple brin associées à deux molécules de transcriptase inverse (p64) et à d'autres protéines enzymatiques
(protéase p10 et intégrase p32)

2- L’évolution de la maladie et le SIDA

Le SIDA (syndrome d’immunodéficience acquise) est causé par un virus (VIH) qui infecte les LT4. En absence de traitement, il se déroule en trois phases:

-la primo-infection où la réponse immunitaire fait fortement diminuer la quantité de virus dans le sang. Elle passe pour une petite grippe.

-la phase d’infection chronique (ou asymptomatique) où le virus se multiplie dans les ganglions lymphatiques. Pendant cette phase et sans que l’on sache pourquoi, le système immunitaire est activé. Le taux de virus est faible et le taux de LT4 fort. Mais ceci conduit à un épuisement du système immunitaire.

-le SIDA, on observe une chute des LT4 et une augmentation du taux de virus.
Quand le taux de LT4 est en dessous d’un certain seuil, des maladies dites opportunistes se développent (cancer, tuberculose…). On ne meurt pas du SIDA mais plutôt des maladies opportunistes.

IV. La maturation du répertoire immunitaire

Comment expliquer la diversité des LB et LT ?

1- La production des pré-lymphocytes

Le répertoire des LT et des LB s’élabore dans les organes lymphoïdes primaires (moelle osseuse pour les LB et thymus pour les LT). Ces lymphocytes sont produits de façon continue. Chaque lymphocyte est « éduqué » différemment, ce qui permet la production d’une très grande variété de lymphocyte, capables de reconnaître l’immense diversité des pathogènes possibles. Cette variété des récepteurs et immunoglobulines est en grande partie expliquée par le mécanisme de recombinaison génétique qui resemble un peu à l'épissage alternatif On estime que le nombre de clones différents de LT est de l’ordre du milliard : c’est le répertoire immunitaire.

2- La maturation des lymphocytes

Lors de la maturation, les lymphocytes qui reconnaissent le soi sont habituellement éliminés par apoptose (mort cellulaire programmée) pour éviter toute
attaque contre le soi. Malgré tout, il arrive que des cellules auto-réactives soient produites. Dans ce cas, les lymphocytes attaquent le soi : on parle alors de la maladie auto-immune.

3- Le rôle des LT immunocompétents

Dans un second temps, ces lymphocytes immunocompétents « naïfs » vont se répartir dans les différents organes lymphoïdes primaires et secondaires, en attente d’une sollicitation par un antigène. Leur multiplication se fait au gré des rencontres avec les antigènes. Ainsi, le système immunitaire adaptatif se construit au cours de la vie de l’individu en fonction des micro-organismes rencontrés. Le système immunitaire garde ces rencontres en mémoire grâce aux lymphocytes mémoire.

Travail à réaliser :

Bien relire et comprendre le cours

Exercice 2 p 414

Exercices 5 et 6 p 416-417

1. A partir des planches illustrées fournies quel est le caractère qui différencie les 4 espèces de pinsons proposées ?

C'est la forme du bec qui différencie les 4 espèces de pinsons

       2. Si ce caractère est « codé » par un gène combien existe-t-il de versions de ce gène et comment les appelle-t-on ?

Il existe donc 4 versions de ce gènes donc 4 allèles

       3.Que s’est il passé sur l’île Pinzon entre 1975 et 1978 au niveau de la biodiversité des pinsons ?

La proportion de pinson à gros bec est passé de 30 % à 75 % alors que les pinsons à petit bec ont vu leur proportion passer de 70 à 25 %

       4.Quel est le type de graines produites pendant cette période ?

Les graines produites pendant cette période sont les graines dures et de grande taille

      5.Etablissez une relation entre la sécheresse de 1976-1977 et la variation de la biodiversité 

La sécheresse de 1976-1977 a entrainé une augmentation de taille et de dureté des graines favorables aux pinsons à gros bec qui peuvent casser ces graines pour se nourrir

      6.Quelle semble être l’origine de telles variations au sein de la population qui a donné naissance aux 14 espèces de pinsons ?

C'est la nature des graines et donc les ressources liées au milieu de vie et au climat  qui a donné naissance aux 14 espèces de pinsons qui se distinguent par les 14 types de bec.

     7.Comment nomme-t-on le phénomène qui a permis de « créer » 14 espèces différentes de pinsons sur 14 îles qui présentaient un environnement différent ?  expliquez

Ce phénomène est la sélection naturelle qui permet aux pinsons dont le bec est adapté aux ressources nutritives de survivre et de transmettre leurs cararctéristiques (comme le forme du bec) à leurs descendants.

Nouveau thème :

Les enjeux contemporains de la planète -->  Géosciences et dynamique des paysages

Introduction :
¤ Différents paysages pour montrer la diversité des reliefs, de la présence ou non d’eau, de végétation…
¤ Photos comparative d’un bord de mer en évolution rapide au cours du temps. Exemple : littoral normand
→ Arriver à la notion d’érosion qui façonne les paysages en permanence.
→ Comment les mécanismes de l’érosion façonnent les paysages actuels

Demoiselles coiffées à Theus (04)

Le Cirque de Bône à Saint-Antonin Noble-Val (82)

Le Causse Méjean

Le Saut de la Truite (81)

¤ Photos comparative d’un bord de mer en évolution rapide au cours du temps. Exemple : littoral normand

Effondrement d'un pan de falaise à Saint-Jouin Bruneval (Haute-Normandie) le 18/07/13 :
https://www.youtube.com/watch?v=_5T2oDDE2cs

Bilan trace écrite activité 2 :

Chapitre 2 – L’immunité acquise ou réaction immunitaire adaptative

L'immunité innée ne nécessite pas d'apprentissage préalable et elle est très rapide mais elle peut parfois se révéler insuffisante. C’est notamment le cas pour les infections virales. C’est alors une autre immunité qui prend le relais, l’immunité adaptative ou acquise. Dans ce cas, il y a une identification précise de l’agent extérieur  et son éradication spécifique.

Quelles sont les bases moléculaires et cellulaires de cette spécificité de l’immunité acquise ?

I. La réponse immunitaire adaptative cellulaire
Observation :

Observation :
Les souris du lot 1 produisent 3 types de cellules lors de l’infection (LB, LTDC4 et LTCD8). Les souris du lot 2 montrent que T4 et B sont suffisant pour l’élimination du virus mais le temps pour y parvenir est plus long.
Les LT8 accélère donc l’action des B et T4. Les LT4 et LB seuls ne sont pas suffisants pour éliminer le virus. Les LB seuls permettent à 1 souris sur 2 de survivre (souris ayant déjà été infectées). S’il n’y a pas de lymphocyte, tous les individus meurent.

>> Les lymphocytes sont indispensables à la mise en place et à la réussite de la réaction immunitaire. Ils coopèrent pour éliminer le virus.
Quelles sont les interactions entres ces cellules lors de la réaction immunitaire ?

1- L’origine des anticorps et l’activation des LT4
a- L’interaction entre les CPA et les LT4
Lors de la pénétration d’un agent infectieux dans l’organisme, les cellules phagocytaires (macrophages, granulocytes, cellules dendritiques) de la réaction inflammatoire phagocytent l’agent infectieux ou des débris de cet agent. Elles sont alors capables de présenter à leur surface membranaire les antigènes de l’intrus. Ces antigènes sont associés aux molécules du CMH (Complexe Majeur d’Histocompatibilité).
Elles deviennent alors des cellules présentatrices d’antigène (CPA).
Le CMH est présent sur toutes les cellules de l’organisme. Sur la plupart des cellules, il présente une molécule du soi mais lors d’une infection, il présente
l’antigène de l’agresseur. Cet antigène pourra alors être reconnu par les lymphocytes.
Les CPA vont migrer vers les ganglions lymphatiques. Dans cet organe, les LT4 vont interagir avec le CMH de la CPA portant l’antigène par le biais de leurs récepteurs
membranaires T. Seuls les lymphocytes T4 spécifiques de l’antigène sont sélectionnés.

b- La sélection et la multiplication des LT4
Puis, sous l’effet de cette interaction, le LT4 produit de l’interleukine2 qui va entraîner une multiplication et une différenciation d’une partie des LT4 en LT
auxiliaires spécifiques de l’agent infectieux. Dans le même temps, une autre souspopulation de ces LT4 constituera des LT mémoires qui seront stockés dans les organes lymphoïdes et pourront intervenir en cas d’agression ultérieure par ce même pathogène. Ces cellules mémoires sont conservés très longtemps (plusieurs années voire 10 ans).

2- L’activation des LB
a- Sélection, multiplication et différenciation des LB

Il existe une multitude de LB possédant à leur surface des récepteurs différents appelés BCR, ce sont des immunoglobulines membranaires. Quand un LB reconnait un antigène grâce à ces immunoglobulines, il est sélectionné : c’est la sélection clonale. Il s’ensuit une multiplication du LB sélectionné : c’est l’expansion clonale. Ainsi toutes les cellules obtenues sont spécifiques de l’agent infectieux. Les LB vont ensuite se différencier en plasmocytes. Ces cellules sont des producteurs massifs d’anticorps spécifiques de l’agent infectieux.

b- Intervention des LT auxiliaires
L’interleukine 2 produite par les LT auxiliaires va activer la prolifération et la différenciation d’une partie des LB en plasmocytes qui vont produire une grande quantité d’anticorps (immunoglobulines). Une autre partie constituera des LB mémoire qui interviendront si le même agent infectieux se présente ultérieurement. Encore une fois, ces cellules sont conservées jusqu’à 10 ans dans les organes lymphoïdes.

3- Les LT8 et la formation de LT cytotoxiques
Les LT8 sont le troisième grand type de cellule impliquée dans la réponse cellulaire. Ces lymphocytes ne s’attaquent qu’aux cellules infectées. En effet, la
cellule infectée porte à sa surface une molécule du CMH associée à l’antigène. Or, le LT8 porte à sa surface un récepteur T capable de reconnaître spécifiquement le CMH associé à l’antigène.
Comme pour les LT4 et les LB, ces LT8 subissent une étape de sélection puis de prolifération et enfin de différenciation en LT cytotoxique (LTc). Ces LTc, capables de reconnaître les cellules infectées, acquièrent la capacité de détruire les cellules grâce à la production de molécules toxiques. Les LT4 activent la prolifération et la différenciation par la production d’interleukines.

CONCLUSION
Les deux immunités sont complémentaires : l’innée prépare l’adaptative et ce sont les cellules dendritiques qui servent de relais en présentant aux lymphocytes T les antigènes qu’elles ont captés sur le lieu de l’infection. Les mécanismes effecteurs de l’immunité adaptative ne préexistent pas, ils s’acquièrent spécifiquement face à un intrus donné.
La réponse immunitaire adaptative est fondée sur une coopération entre trois populations cellulaires : les cellules présentatrices d’antigènes (qui appartiennent à l’immunité innée), les lymphocytes B et les lymphocytes T.

II. La réponse immunitaire adaptative humorale
Activité 3 :  Les anticorps, des immunoglobulines spécifiques
Toute sollicitation du système immunitaire par un antigène induit la production d’anticorps spécifiques de cet antigène. La production d’anticorps est une des conséquences de la réaction immunitaire acquise (RIA). On suppose donc que les anticorps produits sont capables de se fixer spécifiquement à un antigène. On souhaite donc évaluer le niveau de spécificité des anticorps et comprendre comment la structure de l’anticorps permet cette spécificité.
Problématique : Comment la structure de l’anticorps lui permet-elle de reconnaître spécifiquement un antigène ?

Documents 1 à 4 :

https://www.dropbox.com/s/fj8zv1jzc38q6mq/structure%20anticorps.pdf?dl=0

Résultat d'un test d'Ouchterlouny

Précisez contre quel antigène est dirigé l'anticorps qui se trouve dans le puits central

 Précisez à partir des documents 1 à 4 et des observations suivantes (représentations 3D et comparaisons Anagène) sur quelle partie de l'anticorps se trouve l'antigène

Structure d'un anticorps (immunoglobuline)

Comparaison 2 à 2 des séquences peptidiques des 4 chaînes de l'anticorps

1. Comparaison entre elles des chaînes lourdes d'anticorps différents

On effectue avec le logiciel Anagène un alignement avec discontinuité des chaines lourdes appartenant à quatre anticorps différents : deux anticorps anti-gp120 (dirigés contre des épitopes différents), un anticorps anti-gp41 et un anticorps anti-p24.

Dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 120, la dispersion importante des astérisques souligne le peu de similitude entre les séquences. Cela correspond à la région variable des chaines lourdes : 

Dans la portion de séquence située au delà de la position 120, on note au contraire une densité très importante d'astérisques, soulignant ainsi la très forte ressemblance entre les séquences. Cela correspond à la région constante des chaînes lourdes :

2. Comparaison entre elles des chaînes légères d'anticorps différents

On effectue avec le logiciel Anagène un alignement avec discontinuité des chaines légères appartenant à quatre anticorps différents : deux anticorps anti-gp120 (dirigés contre des épitopes différents), un anticorps anti-gp41 et un anticorps anti-p24.

Dans la portion de séquence comprise entre les positions 1 et 110, la dispersion importante des astérisques souligne le peu de similitude entre les séquences. Cela correspond à la région variable des chaines légères : 

Dans la portion de séquence située au delà de la position 110, on note au contraire une densité très importante d'astérisques, soulignant ainsi la très forte ressemblance entre les séquences. Cela correspond à la région constante des chaînes légères :

On effectue une coloration sélective des acides aminés 1 à 110 des chaines légères et des acides aminés 1 à 120 des chaines lourdes, sur des molécules 3D d'immunoglobulines, entières (fichier iggtotal.pdb) ou non (fichiers e6o.pdb et nld.pdb). Les atomes des régions colorées sélectivement sont représentés par des sphères rouges dans le cas des chaines lourdes et par des sphères jaunes dans le cas des chaines légères. Le reste de la molécule est représenté en squelette carboné, avec une couleur différente pour chacune des chaînes.

Dans le cas de la coloration effectuée sur une molécule d'immunoglobuline "entière" (fichier iggtotal.pdb), on obtient le résultat suivant :

Dans le cas de la coloration effectuée sur la molécule incomplète correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la glycoprotéine virale gp41 (fichier 1NLD.pdb) , on obtient le résultat suivant :

Dans le cas de la coloration effectuée sur la molécule incomplète correspondant à une branche du "Y" de l'anticorps spécifique d'un motif de la protéine virale p24 (fichier E60.pdb) , on obtient le résultat suivant :

On s'aperçoit ainsi que, quel que soit l'anticorps étudié, les régions variables des chaines lourdes et légères sont localisées à l'extrémité de chacune des deux branches du Y.

Correction du travail donné à la dernière séance :

Remplir le tableau à l’aide des documents du livre page 138, 139

Le principe de l’actualisme est une théorie qui considère que les phénomènes géologiques actuels étaient également valables dans le passé.

Des roches sédimentaires datées en grande quantité au crétacé ont été retrouvées : les bauxites, les évaporites et le charbon. Ce sont des roches qui aujourd’hui se forment dans des conditions climatiques particulières. D’après le principe de l’actualisme, le climat au crétacé aurait été particulièrement chaud.

L’indice stomatique des feuilles du Ginkgo biloba permet de déterminer le taux de CO2 atmosphérique. Au crétacé, cet indice stomatique était faible donc le taux de CO2 atmosphérique était élevé, soit 1.3 fois plus important qu’aujourd’hui.

http://www.scotese.com/climate.htm

Comparaison cartographique de la répartition mondiale de différents types de roches sédimentaires actuellement formées dans des conditions climatiques spécifiques (tillites, charbon, argiles rouges et blanches, évaporites…) à différentes époques géologiques

Le climat au Crétacé était beaucoup plus chaud qu’aujourd’hui.

Remarques à lire :

Les réactions de précipitation-dissolution des carbonates telles que vous les écrivez s'équilibrent aux échelles de temps brèves ; le bilan est nul et cela n'influe pas sur le taux de CO₂ atmosphérique. Les variations aux grandes échelles de temps (comme la baisse globale du CO₂ depuis 4,5 milliards d'années, la baisse du CO₂ au Carbonifère ou depuis le début du Tertiaire, la hausse au Crétacé...) sont dues aux variations relatives de l'altération continentale (qui pompe du CO₂) et du volcanisme (qui en fournit). Au cours de l'histoire de la Terre, la fabrication de calcaire (en surface, suite à l'altération des silicates calciques) a été globalement légèrement supérieure à sa destruction en profondeur (par métamorphisme et subduction). Au cours des temps géologiques, le CO₂ atmosphérique a donc baissé, d'un facteur 100 000 à peu près.

Précipitation et altération des carbonates à l'échelle humaine

Lorsqu'on on travaille à un instant donné, aujourd'hui par exemple, on écrit l'équation :

CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇄ 2 HCO₃ ^- + Ca²⁺

Cela veut dire, par exemple, que l'eau de pluie absorbe du CO₂ atmosphérique, que cette pluie chargée de CO₂ attaque le calcaire, qui se trouve ainsi transformé en HCO₃ ^- et Ca²⁺. Il y a donc prélèvement de CO₂ dans l'atmosphère, qui se trouve alors transféré vers l'hydrosphère.

Cela veut dire, dans l'autre sens, que lorsqu'un corail fabrique son test, il prélève 2 moles de HCO₃ ^- de l'hydrosphère, pour donner une mole de CaCO₃ et une mole CO₂. Ce CO₂ est dans ce cas précis utilisé par une algue symbiotique, et sa libération dans l'atmosphère est différée jusqu'à la mort de l'algue.

Précipitation des carbonates et piégeage du CO₂ à l'échelle du millier ou du million d'années

À l'échelle du millier ou du million d'années, ces deux réactions s'équilibrent. Si pour une cause x ou y, un sens est favorisé, par exemple libération de CO₂ à cause de la précipitation de calcaire, le CO₂ augmentera, ce qui favorisera la dissolution des carbonates, et donc le transfert de CO₂ de l'atmosphère vers l'hydrosphère. À l'échelle du millier ou du million d'années, le bilan de tout cela est nul, et ne change pas la teneur en CO₂ atmosphérique.

Précipitation des carbonates à l'échelle de plusieurs dizaines de millions d'années

Tous les raisonnements précédents se font donc avec une quantité de CaCO₃ et de Ca²⁺ constante. Et c'est là que le bât blesse...

En effet, la quantité de CaCO₃ et de Ca²⁺ n'est pas constante. L'altération des silicates calciques (contenant du Ca²⁺) par une eau chargée en CO₂ est un phénomène très lent qui pompe du CO₂ de l'atmosphère pour le transformer en CaCO₃ :

• Étape 1 : dissolution du CO₂ 2H₂O + 2CO₂⇄ 2 H₂CO₃⇄ 2H⁺ + 2 HCO₃^-

• Étape 2 : altération des silicates calciques
2H⁺ + 2 HCO₃ ^- + CaSiO₃ → SiO₂ + H₂O + 2HCO₃ ^- + Ca²⁺ Pour simplifier, on écrit les équations avec le plus simple des silicates calciques, CaSiO₃ (la wollastonite). Ces deux étapes prélèvent donc du CO₂ atmosphérique (2 molécules de CO₂ pour 1 atome de Ca) et le transforment en HCO₃ ^- dissous.

• Étape 3 : transferts de ces substances dissoutes vers la mer.

• Étape 4 : dans un milieu de sédimentation :
Ca²⁺ et HCO₃ ^- vont alors suivre le destin normal de ces ions :
SiO₂ + 2HCO₃ ^- + Ca²⁺ ⇄ CaCO₃ + H₂O + CO₂ + SiO₂ À la silice près qui n'intervient pas, cette étape 4 est identique à la classique équation des carbonates, et 2 HCO₃ ^- dissous sont transformés en 1 CaCO₃ et 1 CO₂ atmosphérique ; mais ces 2 HCO₃ ^- proviennent de 2 CO₂ et n'en redonnent qu'un seul !

La somme de tout cela, c'est :

2CO₂ + 2H₂O + CaSiO₃ → 2H₂O + SiO₂ + CaCO₃ + CO₂

Il y avait 2 CO₂ au départ et il en reste un seul à l'arrivée... Parce qu'il y a eu apport de calcium nouveau, un CO₂ de l'atmosphère a été prélevé et il est devenu CaCO₃. Dans toutes ces équations, il y a partout ⇄, sauf à un endroit où il n'y a que →. C'est pour cela que globalement, la somme de ces réactions ne va que dans un sens (→).

Ensuite, ce CaCO₃ sera pris dans le cycle classique de la dissolution des carbonates, dont le bilan est nul sur quelques milliers à millions d'années.

Dans la nature, les plus courants des silicates calciques ne sont pas la wollastonite, mais le plagioclase calcique, les pyroxène et les amphiboles… L'équation bilan avec le plagioclase peut alors s'écrire : 2 Al₂SiO₈Ca + 2 CO₂ + 4 H₂O à 2 CaCO₃ + Si₄O₁₀Al₄(OH)₈ (kaolinite). L'altération des granites et de ses plagioclases fabrique donc des chaos granitiques, de l'arène, des argiles mais le plus important, à l'échelle de la planète Terre, c'est la baisse du CO₂ atmosphérique.

C'est comme cela qu'au cours des milliards d'années, du CO₂ atmosphérique a été transformé en CO₂ lithosphérique (calcaire). Ce CO₂ lithosphérique (calcaire) est détruit à chaud dans les réactions métamorphiques et surtout par la subduction (CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂). Ce CO₂ revient alors dans l'atmosphère par le volcanisme.

Les variations aux grandes échelles de temps (baisse du CO₂ au Carbonifère ou depuis le début du Tertiaire, hausse au Crétacé...) sont dues aux variations relatives de l'altération continentale (qui pompe du CO₂) et du volcanisme (qui en fournit). Mais au cours de l'histoire de la Terre, la fabrication de calcaire (en surface, suite à l'altération des silicates calciques) a été globalement légèrement supérieure à sa destruction en profondeur (par métamorphisme et subduction).

Au cours du temps, le CO₂ atmosphérique a donc baissé, d'un facteur 100 000, à peu près : pression de CO₂ voisine de 30.10⁵ Pa (30 atm) juste après la formation de la Terre et de 30 Pa (0,000 3 atm) actuellement.

Travail du jour

b) Les conditions de formation des falaises calcaires du crétacé

Comment était la terre au crétacé ?

Document livre page 142

Animation transgression

http://www.wwnorton.com/college/geo/egeo2/content/animations/5_5.htm

Comparer le niveau marin actuel à celui du crétacé

Quelle était la température de l’eau ? Document 2 page 143

Estimez les variations de température pendant le crétacé en utilisant le delta ¹⁸O

Expliquez les conditions qui ont favorisé le développement d'algues planctoniques possédant un tets calcaire au crétacé

3°) Contextes géodynamiques

http://www.scotese.com

Cartes scotese.com jurassique sup et crétacé sup Document 1 page 142

Etablissez une relation entre les variations de la température terrestre mesurée grâce au delta 18 O, les variations du CO2 atmosphérique et l'activité volcanique.