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Variations climatiques et atmosphériques à l’échelle des temps géologiques

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Définitions a retenir : échelle des temps géologiques, permo-carbonifère, crétacé supérieur, dioxyde de carbone, hydrolyse des minéraux, photosynthèse, stromatolites, B.I.F

L’échelle des temps géologiques

L’échelle des temps géologiques est un système de classement chronologique qui permet de dater les grands évènements de l’histoire géologique.

Échelle des temps géologiques Échelle des temps géologiques

De la reconstitution des aires climatiques au climat global

  • Les fossiles enfermés dans les roches sédimentaires sont des indicateurs climatiques qui témoignent du climat local.
  • Lorsqu’on étudie la répartition des indicateurs climatiques a l’échelle de la planète pour une période donnée, on peut reconstituer son climat.
  • Les roches sédimentaires se forment de différentes manières en fonction de leurs aires climatiques respectives.
  • La bauxite et la latérite : roches formées par l’altération continentale par hydrolyse des roches siliceuses. Cette transformation se fait dans un climat chaud et humide. La présence de ces roches sédimentaires indique un climat tropical.
  • L’évaporite : roche formée par la précipitation d’ions d’une solution salée saturée. Ce phénomène a lieu lors de l’évaporation intense d’un bassin salé. La présence d’évaporite témoigne d’un climat aride.
  • Le pétrole : il provient de l’accumulation puis de la transformation de phytoplancton. Le pétrole est fabriqué dans les marges continentales anoxiques, c'est-à-dire avec de faibles taux d’oxygène et à forte productivité primaire. la formation de pétrole peut se faire dans des climats polaires, tempérés, arides ou tropicaux.
  • Le charbon : il provient de l’accumulation puis de la transformation des végétaux continentaux ou littoraux. Cette transformation se déroule dans des bassins continentaux qui subissent un affaissement et à forte productivité primaire. Le charbon témoigne de climats tempérés froids, tempérés ou tropicaux.
  • Les tillites ne peuvent être formés que par la présence d’une calotte glacière ou d’un glacier. Ces roches témoignent d’un climat polaire.
  • À l’échelle des temps géologiques le climat varie entre des périodes froides avec glaciation et des périodes chaudes sans glaciation.

Aires climatiques

Relations entre cycle du carbone et climat

  • L’étude du cycle du carbone a l’échelle des temps géologiques, en mesurant l’activité des puits et des sources de carbone pour un moment donné, permet de faire le lien entre le dioxyde de carbone, qui est un gaz a effet de serre, et le climat.
  • Les puits de carbone sont les flux de carbone sortant de l’atmosphère. Ils proviennent de :
  • l’altération chimique des continents ;
  • la photosynthèse et l’enfouissement de carbone organique.
  • Les sources de carbone sont les flux de carbone qui entrent dans l’atmosphère. Elles proviennent de :
  • la respiration ;
  • la précipitation des carbonates ;
  • le volcanisme ;
  • le métamorphisme des carbonates et de la matière organique.

Le développement de la vie et la transformation de l’atmosphère

  • L’étude des formations géologiques comme les B.I.F et les sols rouges permettent de dater le passage d’une atmosphère primitive a une atmosphère oxydante vers - 2,2 milliards d’années.
  • L’atmosphère primitive était composée de dioxyde de carbone et d’azote mais était dépourvue de dioxygène.
  • Lorsque les cyanobactéries apparaissent dans les océans, ils deviennent oxydants. On trouve alors la présence de stromatolites.
  • Lors de l’altération des roches continentales, des ions Fe2+ sont libérés et transportés. En contact avec l’oxygène des océans, ils sont réduits en ions Fe3+. Par la suite, ils vont précipiter et on obtient ses B.I.F de couleur rouge caractéristique.
  • À partir de - 2,2 milliards d’années, il y a une oxygénation progressive de l’atmosphère grâce au travail des cyanobactéries. Il y a alors formation de sols rouges en domaine continental. En effet, les ions Fe2+ libérés peuvent être oxydés avant d’arriver dans les océans car l’atmosphère est maintenant oxydante.