Exercices Érosion et activité humaine

Les constructions humaines, telles que les bâtiments et les routes, sont très consommatrices de granulats. La production de granulats se fait dans une carrière par broyage de la roche-mère jusqu’à ce que les grains obtenus atteignent la taille souhaitée. Certains produits d’érosion naturels sont aussi parfois utilisés.

Document 1 : Comparaison entre le sable de plage et le sable produit par une carrière

Le sable de plage est moins compact que le sable issu des carrières, car les sédiments des plages sont moins réguliers (formes et tailles) que ceux produits artificiellement.

Après avoir comparé les deux types de granulats présentés dans le document 1, expliquer l’origine de ces différences.

Document 1 : Glissement de terrain

Un glissement de terrain se produit en général après une période de fortes pluies : le sol gorgé d’eau en profondeur finit par faire glisser les terrains supérieurs dans le sens de pente. Un glissement de terrain peut être dévastateur pour les constructions humaines. Les régions sujettes à ce risque présentent une couverture végétale peu dense, où très peu d’arbres sont présents.

Document 2 : Le remembrement agricole

Avec le développement de l’agriculture intensive, des politiques de remembrement agricole ont été décidées afin de simplifier l’accès aux machines. Ainsi, des champs de taille variable bordés d’arbres et d’arbustes ont été fusionnés pour former des champs géants.

Comment peut-on relier l’activité agricole à l’accélération de l’érosion hydraulique des sols ?

Pour produire du verre, il faut essentiellement de l’oxyde de silicium, de l’oxyde de sodium et de l’oxyde de calcium. L’ensemble est porté à très hautes température ce qui provoque la vitrification, c’est-à-dire la transformation en verre. À l’état naturel, on retrouve ces trois constituants dans le sable de plage. À l’échelle mondiale, l’augmentation de la population provoque une forte croissance des besoins. Les côtes mondiales sont « pillées » de leurs ressources. Sans ce sable, les vagues qui se brisent sur les plages augmentent l’érosion ce qui conduit au recul du littoral vers l’intérieur des territoires où se trouvent les constructions.

Pourquoi l’exemple de la production du verre est-il un exemple de l’amplification humaine de l’érosion naturelle ?

Document 1 : Constructions humaines et érosion

Selon les données de datation, la pyramide de Khéops a été construite il y a environ 4 600 ans. Sur l’image, on constate que quelques rares blocs se sont détachés et se sont effondrés, mais l’intégrité structurale de la pyramide n’a pas été affectée (les galeries internes sont toujours intactes). Mais en 4 600 ans, jamais de gros travaux n’ont eu lieu sur la structure même. La cathédrale de Rodez est construite à base de grès rose. Depuis la fin de sa construction (600 ans environ), des travaux réguliers sont indispensables pour le maintien de sa structure (la dernière vague de travaux sur sa façade a débuté en 2019).

Document 2 : Altération et érosion du calcaire par rapport au grès rose

Pourquoi est-il surprenant que la pyramide de Khéops soit bien conservée contrairement à la cathédrale de Rodez, plus jeune de 4 000 ans ?

Document 1 : Modélisation de la réaction d’ajout d’acide sur du calcaire

La craie est une roche sédimentaire qui recouvre d’importantes surfaces continentales. Les ions $\text{H}^+_{(\text{aq})}$ sont naturellement présents dans l’eau : leur concentration va dépendre de son acidité.

Document 2 : Acidité des eaux de pluie

L’acidité d’un milieu aqueux est déterminée par une grandeur physique que l’on appelle le pH : plus il est proche de 0, plus l’acidité est forte, c’est-à-dire que la concentration en ions $\text{H}^+_{(\text{aq})}$ augmente avec la baisse du pH.

Document 3 : Activités industrielles et acidité de l’eau de pluie

L’exploitation d’une mine de charbon produit de grandes quantités de dioxyde de soufre $\text{SO}_{2\, (\text{g})}$ et de dioxyde d’azote $\text{NO}_{2\, (\text{g})}$. En réagissant dans l’atmosphère, ces deux espèces chimiques augmentent l’acidité des pluies, ce qui explique l’expression « pluies acides ».

Document 4 : Gaz à effet de serre

La composition de l’atmosphère est modifiée par une augmentation de gaz à effet de serre (GES), comme le dioxyde de carbone ($\text{CO}_2$), le méthane ($\text{CH}_4$), ou encore le protoxyde d’azote ($\text{N}_2\text{O}$). Ce surplus va accentuer l’effet de serre : l’atmosphère conserve alors davantage d’énergie solaire et, logiquement, entraîne un réchauffement à l’origine de perturbations climatiques.

Le $\text{CO}_2$ est une espèce chimique qui est l’un des principaux gaz à effet de serre d’origine anthropique.

Quel est le lien entre l’altération et les gaz à effet de serre ?