Un ours les pieds dans l`eau

La petite semaine des Sciences
CYCLE 2
Elémentaire
2014-2015
Un ours les pieds dans l'eau
« Décidément, il faut bien chaud encore cet hiver » se dit Plume, l'ours
polaire. C'est en lisant un article de journal qu'il apprend que de nombreux
scientifiques appellent cela : le réchauffement climatique...
« Mais s'il continue à faire chaud comme cela, la banquise va fondre et le
niveau des océans va monter... » : mes amis lemmings et lièvres arctiques
qui vivent sur la terre ferme vont finir les pieds dans l'eau !
Il va falloir que je me mette
sérieusement à la natation...
DEFI :
Que se passe-t-il quand la glace fond : est-ce que l'eau déborde ?
Les zones côtières du globe risquent-elles d'être inondées ?
Aide plume à répondre à ces questions.
Ecoutons Léonard pour nous aider un peu...
Les zones les plus froides du globe sont le pôle Nord et le pôle Sud. Elles
sont couvertes de glace, mais ne sont pas identiques pour autant.
• L'Arctique est l'autre nom donné au pôle Nord. Il est majoritairement
constitué d'un océan gelé (océan arctique). La couche de glace qui flotte sur
cet océan est appelée banquise. On parle de glace maritime.
• L'Antarctique est le continent situé autour du pôle Sud. Il est entouré de
l'océan Austral (ou océan Antarctique). Avec une superficie de 14 millions de
kilomètres carrés, l'Antarctique est plus petit que l'Asie, l'Afrique ou
l'Amérique ; seules l'Europe et l'Océanie sont plus petites que lui. Quelques
98 % de sa surface sont recouverts d'une couche de glace d'une épaisseur
moyenne d'1,6 km. On parle de glace terrestre.
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Matériel à mettre à disposition :
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des glaçons et de l'eau
des récipients transparents
une bassine (si on teste le débordement) ou un feutre pour marquer le niveau de liquide
Solution et notions pour l'enseignant :
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il suffit évidemment de mesurer le niveau du liquide (en présence des glaçons) avant fonte et
après fonte
attention une erreur souvent commise par les élèves : ils notent le niveau de liquide avant
d'ajouter les glaçons... c'est déjà une première représentation erronée à combattre...
Le niveau d'eau ne change pas !
Lors de ce défi, une des parties la plus intéressante est la mise en place des hypothèses :
normalement, toutes les hypothèses sont initialement acceptables (voir ci-dessous), et il n'y a
vraiment que l'expérience qui permet ici de résoudre le problème !!
Explication : La masse de l'eau se conserve lors du changement d'état (mais pas le volume) : les
molécules (plus petites particules d'eau) sont aussi nombreuses quand l'eau est liquide et quand elle
est solide... Elles occupent simplement plus de place quand l'eau est solide.
Normalement, en visualisant la situation on pourrait être en droit de penser que le niveau d'eau
devrait baisser, car pour une même masse, un glaçon occupe moins de place que l'eau liquide...
Mais comme le glaçon flotte, une partie des molécules d'eau présente dans le glaçon sont à
l'extérieur du liquide et n'occupent donc pas de place. Et vive la poussée d'Archimède qui
complique un peu tout (le volume d'eau occupé par la glace a la même masse que le volume total de
glace qui flotte) !!
Prolongement (environnement) :
D'après cette expérience :
– la fonte de la banquise en Arctique ne sera pas à l'origine d'une augmentation du niveau des
océan
– la fonte des glaciers et « glaces terrestres » de l'Antarctique pourrait par contre participer à
cette élévation du niveau des océans (pour 2/3)
Remarque : un autre facteur serait à l'origine de l'élévation du niveau des océans : la dilatation des
océans. Comme la grande majorité des corps, l'eau liquide se dilate (occupe plus de place) quand sa
température augmente... ce phénomène contribuerait à l'élévation actuelle pour 1/3.
Pour en savoir plus : un dossier du CNRS, très accessible :
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dospoles/alternative13.html
Expérience complémentaire :
Et si quelqu'un se pose la question (que devient la glace quand elle fond?), vous pouvez imaginer un
nouveau défi en utilisant un glaçon coloré...
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