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04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 87 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 ◆ SUJET 2 Notes SUJET ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Avant de commencer. . PARTIE I : Restitution organisée des connaissances Structurez le développement de votre exposé selon les trois points énoncés dans le sujet. Expliquez les réactions immunitaires dans le cadre d’une vaccination contre un virus V, puis lors d’une seconde exposition à ce virus. Replacez toutes les étapes de l’évolution du phénotype immunitaire dans le temps sur le schéma bilan. PARTIE II : Pratique du raisonnement scientifique Exercice 1 Utilisez les clés de lecture d’un arbre phylogénétique afin de discuter des relations de parenté entre certaines espèces. Exercice 2 (obligatoire) Faites ressortir de l’exploitation de chaque document les indices qui permettent d’argumenter sur l’histoire de la surrection de la chaîne des Alpes. Mettez en relation les informations en conclusion afin de valider l’hypothèse énoncée. Exercice 2 (spécialité) Exploitez le document 1 pour montrer les variations climatiques dans le temps en relation avec une modification des paramètres orbitaux. Exploitez le document 2 pour montrer les variations climatiques dans le temps et dans l’espace en relation avec une modification de l’extension des glaciers. Aucune explication sur les mécanismes mis en jeu n’est attendue. © Annales Vuibert Bac 2005 Partie I : Immunologie (8 points) La vaccination est une technique médicale qui permet de protéger l’individu de certaines maladies infectieuses en induisant une modification du phénotype immunitaire. Dans le cadre d’une prévention contre une infection virale par un virus V, vous exposerez : – le principe de la vaccination contre ce virus ; – l’évolution du phénotype immunitaire du sujet après la vaccination contre une population virale V ; – l’évolution du phénotype immunitaire du sujet après une exposition avec une population virale V virulente. Un exposé structuré, avec une introduction et un développement est attendu. La conclusion sera illustrée par un schéma bilan développant l’évolution du phénotype immunitaire après une vaccination. 87 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 88 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Se préparer Cette partie vous permet de réaliser toutes les étapes préparatoires du sujet. Le développement est à rédiger sur des feuilles à part. 1. Construire le plan détaillé. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 2. Élaborer l’introduction. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 3. Élaborer la conclusion. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 88 © Annales Vuibert Bac 2005 .......................................................................................................................................................................... 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 89 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 © Annales Vuibert Bac 2005 Schémas 89 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 90 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS Partie II SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Notes (10 points) Exercice 1 : Parenté entre les vivants actuels et fossiles, phylogenèse et évolution (3 points) On cherche à comprendre les relations de parenté entre quelques animaux vertébrés aquatiques, sachant que les relations de parenté sont fondées sur le partage du plus grand nombre d’innovations évolutives. À partir du document fourni : – identifiez les caractéristiques du plus récent ancêtre commun au Dipneuste et au Dauphin – identifiez les espèces qui sont le plus étroitement apparentées au Cœlacanthe en le justifiant – placez le plus récent ancêtre commun au Dipneuste et au Dauphin sur l’arbre figurant ci-après. ◆ DOCUMENT : Arbre phylogénétique de quelques vertébrés aquatiques Lamproie Requin blanc Thon Coelacanthe Dauphin Dipneuste mammelles bouche avec plaques dentaires poumon fonctionnel attache des membres par un os sur la ceinture squelette osseux mâchoires innovations évolutives vertèbres Se préparer Cette partie vous permet de réaliser toutes les étapes préparatoires du sujet. La synthèse est à rédiger sur des feuilles à part. 1. Introduire le sujet. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 90 © Annales Vuibert Bac 2005 .......................................................................................................................................................................... 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 91 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 2. Extraire les informations du document. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 3. Construire la synthèse. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 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plaques lithosphériques. À partir de l’exploitation des documents 1 à 3, identifiez les témoins qui permettent de confirmer l’hypothèse proposée. ◆ DOCUMENT 1 : Successions ophiolitiques du massif du Chenaillet (Est de Briançon) Chenaillet SW NE 2 800 m [1] [3] [5] [4] [2] 0,5 km 1 600 m [1] Sédiments océaniques [2] Gabbros [3] Péridotites serpentinisées [4] Basaltes en coussins [5] Filons de basalte 1 2 4 3 5 Grande faille ◆ DOCUMENT 2 : Col du Lautaret, schéma d’interprétation Col du Galibier Côte-Plaine 2 Pic Blanc Petit Galibier Grand Galibier Mandette 2 682 m Route du Galibier 1 Éocène -53 à -34 Ma 2 Trias (-245 à -200 Ma), Jurassique (-200 à -145 Ma), Crétacé (-145 à -65 Ma) Grande faille D’après CBGA. 92 © Annales Vuibert Bac 2005 1 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 93 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 ◆ DOCUMENT 3 : Lame mince d’une roche métamorphique du Mt Viso (sud-est Notes de Briançon) accompagnée du diagramme pression/température montrant les domaines de stabilité de quelques associations de minéraux caractéristiques (résultats expérimentaux) Jd Gr 0,5 mm Gr : grenat Jd : jadéite 200 400 600 800 Température °C A B ns n ditio Con 25 1 on r C éalis ées dans 50 D ture la na 2 75 © Annales Vuibert Bac 2005 Pression en GPa Profondeur en km A : domaine de stabilité de l'association à chlorite + actinote + plagioclase. B : domaine de stabilité de l'association à glaucophane + plagioclase. C : domaine de stabilité de l'association à chlorite + actinote + jadéite. D : domaine de stabilité de l'association à grenat + jadéite +/- glaucophane 93 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 94 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Se préparer Cette partie vous permet de réaliser toutes les étapes préparatoires du sujet. La synthèse est à rédiger sur des feuilles à part. 1. Introduire le sujet, poser le problème scientifique. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 2. Extraire les informations des documents. Document 1 : ................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... Document 2 : ................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... Document 3 : ................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 3. Construire la synthèse. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 94 © Annales Vuibert Bac 2005 .......................................................................................................................................................................... 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 95 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Exercice 2 (spécialité) : Du passé géologique à l’évolution future de la planète (5 points) Notes Les données paléoclimatiques concernant la zone désertique africaine sont aujourd’hui assez abondantes pour permettre d’en retracer l’évolution pendant cinq périodes (stades 1 à 5) significatives du dernier cycle climatique. À partir de l’exploitation des informations fournies par les documents, montrez l’existence d’une évolution climatique dans l’espace et dans le temps de la zone désertique du Sahara liée à une modification des paramètres orbitaux et/ou à une modification de l’extension des calottes glaciaires. ◆ DOCUMENT 1 : Énergie solaire reçue et climat du Sahara de – 130 000 ans à Zone désertique africaine du Sahara Énergie solaire reçue Dates (milliers d'années) Stades – 70 000 ans et de – 40 000 ans à l’actuel. minimum 1 -10 maximum 2 -20 3 4 minimum -30 -70 minimum -80 maximum -90 5 -100 -110 © Annales Vuibert Bac 2005 -120 minimum maximum minimum maximum Climat intermédiaire Climat humide D’après Le point sur… Sciences de la terre II , Pierre Rognon, Académie des sciences, éditions Elsevier. 95 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 96 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 ◆ DOCUMENT 2 Notes a. Reconstitution paléoclimatique de la zone du Sahara à – 30 000 ans. b. reconstitution paléoclimatique de la zone du Sahara autour de – 15 000 ans SAHARA Reconstitution paléoclimatique de la zone du sahara à -30 000 ans Reconstitution paléoclimatique de la zone du sahara à -15 000 ans Calotte glaciaire Courants marins froid venant des pôles Indice de forte pluviosité Aridité Limite actuelle des régions sèches africaines Limite des déplacements d'icebergs en hiver Humidité Limite des déplacements d'icebergs en été Se préparer Cette partie vous permet de réaliser toutes les étapes préparatoires du sujet. La synthèse est à rédiger sur des feuilles à part. 1. Introduire le sujet, poser le problème scientifique. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 2. Extraire les informations des documents. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 96 © Annales Vuibert Bac 2005 Document 1 : ................................................................................................................................................... 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 97 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Document 2 : ................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 3. Construire la synthèse. .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 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La vaccination est une technique médicale de prévention qui vise à stimuler les défenses de l’organisme de façon à protéger l’individu contre un agent pathogène donné. Le phénotype immunitaire qui est défini par l’ensemble des spécificités des récepteurs des lymphocytes B et des lymphocytes T (répertoire des anticorps membranaires et des récepteurs T) à un moment donné de la vie, s’en trouve alors modifié. Le problème est de montrer comment l’évolution du phénotype immunitaire lors de la vaccination peut immuniser un individu contre une infection virale causée par le virus V. Après avoir donné le principe de la vaccination contre ce virus, l’évolution du phénotype immunitaire sera envisagée après la vaccination puis lorsque le sujet sera en contact avec une population virulente de virus. I. Principe de vaccination La vaccination est l’injection d’une forme atténuée du virus qui ne déclenche plus la maladie mais qui est capable de déclencher une réaction immunitaire : cette forme virale a perdu son pouvoir pathogène, mais a conservé son pouvoir immunogène. L’administration d’un vaccin est l’équivalent d’un premier contact avec un antigène. Elle entraîne le développement des réactions immunitaires acquises et la formation d’une mémoire immunitaire dont les mécanismes seront développés plus loin. Par la suite, une exposition de l’organisme avec une population virale pathogène provoque une réaction immunitaire de type secondaire, plus rapide et plus efficace, qui aboutira à l’élimination du virus. L’organisme est ainsi protégé contre la maladie infectieuse engendrée par le virus V. Cependant, il peut développer une infection dont un autre virus est à l’origine. La protection conférée par la vaccination est spécifique. L’administration d’un vaccin reproduit une situation naturelle et fait artificiellement évoluer le phénotype immunitaire. II. Évolution du phénotype immunitaire après la vaccination Chaque individu possède un très grand nombre de lym98 phocytes B et de lymphocytes T ayant une spécificité antigénique différente. Chaque lymphocyte porte à sa surface un grand nombre de récepteurs de même spécificité antigénique. L’ensemble des lymphocytes qui portent le même type de récepteurs spécifiques constitue un clone ; une grande variété de clones de lymphocytes B et de lymphocytes T préexiste à la pénétration de tout antigène dans l’organisme. L’injection du virus V atténuée lors de la vaccination entraîne une production lente et peu abondante d’anticorps circulants et de lymphocytes cytotoxiques dirigés contre le virus V. Un délai de plusieurs jours est en effet nécessaire à la réalisation des différentes étapes des réactions immunitaires. Les clones de lymphocytes spécifiques du virus reconnaissent grâce à leurs récepteurs membranaires des fragments d’antigènes viraux exprimés par des cellules infectées. Ainsi sont sélectionnés un clone de lymphocytes B, un clone de lymphocytes T4 mais aussi un clone de lymphocytes T8. Les cellules sélectionnées se multiplient et se différencient. Certains lymphocytes B sélectionnés se différencient en plasmocytes, cellules sécrétrices d’anticorps circulants de même spécificité que les anticorps membranaires ; tandis que des lymphocytes T8 se différencient en lymphocytes cytotoxiques. La multiplication et la différenciation des lymphocytes n’est possible qu’avec la coopération des lymphocytes T4 spécifiques du virus. Enfin, une autre partie des lymphocytes T4 et des lymphocytes B selectionnés reste sous forme de cellules mémoires, cellules à longue durée de vie. Au bout de quelques semaines, le taux d’anticorps chute et devient très faible car les cellules effectrices ont une courte durée de vie, et les anticorps sont détruits. Cependant persistent dans l’organisme les lymphocytes T4 et les lymphocytes B mémoires. Le répertoire immunologique qui caractérise le phénotype immunitaire est donc modifié après une vaccination. III. Évolution du phénotype immunitaire après une exposition au virus Lorsque le sujet est exposé avec une population de virus V virulent, la réponse immunitaire est plus rapide, plus intense et durable. L’augmentation de la concentration d’anticorps dirigés contre le virus V est plus rapide et plus importante que lors de la première exposition au virus. L’efficacité de la réponse immunitaire lors d’un deuxième contact avec le même antigène, repose sur la mise en jeu de la mémoire immunitaire spécifique de l’antigène. © Annales Vuibert Bac 2005 SUJET 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 99 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Évolution du phénotype immunitaire après vaccination Cellule infectée par un virus SÉLECTION CLONALE Antigène viral Virus B T4 T8 B X X ER LE MULTIPLICATION UK ES T8 IN T I N ER LE U NT I B MULTIPLICATION KI N ES MULTIPLICATION B T8 T4 B T4 T4 T4 T8 DIFFÉRENCIATION T8 Mémoire Tc DIFFÉRENCIATION Tc Tc T4 Lymphocytes T cytotoxiques B Mémoire Mémoire Plasmocytes Anticorps circulants La différenciation en plasmocytes et en lymphocytes T cytotoxiques est plus rapide à partir des lymphocytes B mémoires et des lymphocytes T4 mémoires qu’à partir des lymphocytes initiaux de même spécificité. Par ailleurs, les lymphocytes T4 et les lymphocytes B mémoires sont plus nombreux que les lymphocytes sélectionnés dont ils sont issus, donc la réponse est plus importante. La modification de l’effectif des populations cellulaires en liaison avec un deuxième contact avec le même antigène modifie de nouveau le phénotype immunitaire. Conclusion Le phénotype immunitaire est en perpétuelle évolution dans un environnement changeant qui peut être imposé par la vaccination. L’administration d’un vaccin correspond à une première exposition avec un antigène et entraîne la production de cellules mémoires qui permettent au système immunitaire de réagir plus rapidement et plus efficacement lors d’un contact ultérieur avec l’antigène. La variabilité du répertoire immunologique engendré par la vaccination permet la stabilité de l’organisme face aux éléments étrangers. © Annales Vuibert Bac 2005 Partie II Exercice 1 Introduction Les relations de parenté entre quelques Vertébrés aquatiques actuels sont représentées par un arbre phylogéné- tique. La construction de l’arbre prend en compte uniquement le partage des innovations évolutives. Les espèces qui présentent en commun le plus grand nombre d’innovations sont les plus proches parents. L’interprétation de l’arbre phylogénétique doit conduire à préciser les degrés de parenté du Dipneuste, du Dauphin et du Coelacanthe parmi les autres espèces citées. Document L’arbre phylogénétique montre les relations de parenté entre la Lamproie, le Requin blanc, le Thon, le Coelacanthe, le Dauphin et le Dipneuste. Les innovations acquises par les espèces au cours de l’évolution sont reportées sur les branches de l’arbre avant chaque nœud. Un nœud traduit l’existence d’un ancêtre commun exclusif aux espèces qui en dérivent. Un ancêtre commun est toujours hypothétique, mais on peut le définir par les innovations qu’ont en commun les espèces qui en dérivent. Ils possèdent également les caractères des espèces ancestrales. Ainsi, l’ancêtre commun le plus récent au Dipneuste et au Dauphin présente au moins 5 caractéristiques : des vertèbres, des mâchoires, un squelette osseux, des membres attachés par un os sur la ceinture et des poumons fonctionnels. La présence de poumons fonctionnels est la seule innovation partagée uinquement par le Dipneuste et le Dauphin. Cet ancêtre commun exclusif à ces deux espèces est à placer au nœud situé juste après l’acquisition des poumons fonctionnels comme le montre l’annexe ci-dessous. Le Coelacanthe possède un ancêtre exclusif avec le Dipneuste et le Dauphin qu’il ne partage ni avec la 99 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 100 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 Lamproie, ni avec le Requin blanc et le Thon. En effet, le Coelacanthe présente en commun plus de caractères innovants avec le Dauphin et le Dipneute qu’avec les autres espèces citées dans l’arbre. Il possède des vertèbres, des mâchoires, un squelette osseux et les membres sont attachés par un os sur la ceinture. Ce dernier caractère n’existe pas chez la Lamproie, le Requin blanc et le Thon. Le Dipneuste et le Dauphin sont les espèces les plus étroitement apparentées au Coelacanthe. Conclusion Le partage des innovations évolutives permet d’identifier les degrés de parenté entre certaines espèces. Ainsi, les 6 espèces représentées sur l’arbre possèdent un ancêtre commun, mais le Dipneuste et le Dauphin présentent l’ancètre commun exclusif le plus récent et peuvent être rapprochés du Coelacanthe. Lamproie Requin blanc Thon Coelacanthe Dauphin Dipneuste mammelles bouche avec plaques dentaires poumon fonctionnel attache des membres par un os sur la ceinture squelette osseux mâchoires ancêtre commun le plus récent au dauphin et au dipneuste innovations évolutives vertèbres Exercice 2 (obligatoire) tites serpentinisées, gabbros présentant des filons de basalte et basaltes en coussins. Basaltes et gabbros constituent des éléments de croûte océanique, les péridotites sont des roches du manteau supérieur. Les ophiolites sont donc des morceaux de lithosphère océanique. Ces éléments de la série ophiolitique se retrouvent basculés, certains sont séparés par des failles entre lesquelles se retrouvent des écailles de péridotites. Par ailleurs, on observe un contact anormal entre les sédiments océaniques et les péridotites. Toutes ces observations traduisent l’existence de contraintes tectoniques ayant affecté la région. Ainsi dans les Alpes, on retrouve les traces d’un ancien océan dont le plancher a été charrié en altitude jusqu’à 2 800 m. La situation des ophiolites est donc une conséquence de la convergence de deux plaques lithospériques dont les masses continentales étaient séparées par un domaine océanique. Document 2 Le profil réalisé au niveau du Galibier indique que des terrains du Trias, du Jurassique et du Crétacé reposent sur des terrains de l’Éocène. Il s’agit d’un contact anormal limité par une faille inverse. Ainsi des terrains plus anciens datés de – 245 à – 65 millions d’années recouvrent des terrains plus récents datés de – 53 à – 34 millions d’années. Ce chevauchement de grande ampleur traduit un phénomène de charriage où des terrains situés plus à l’est et plus anciens, ont été déplacés vers l’ouest sur des terrains plus récents. Chevauchement et faille inverse sont des structures compressives qui témoignent de la collision de deux masses continentales, conséquence de la convergence de deux plaques lithosphériques. La formation de la chaîne des Alpes résulterait de la collision de deux masses continentales à la suite de la fermeture d’un océan dans une zone de convergence. Cette hypothèse émise par les géologues s’appuie sur différents témoins qu’il s’agit de mettre en évidence à partir des trois documents proposés. Document 1 La coupe géologique réalisée sur 10 km dans le massif du Chenaillet permet de déterminer la nature de terrains rencontrés dans cette zone des Alpes ainsi que leur disposition spatiale. Le profil montre l’existence de failles de grande ampleur qui délimitent des chevauchements ayant eu lieu du Nord-Est vers le Sud-Ouest. On observe la succession chronologique d’une série ophiolitique, à savoir pérido100 Une roche métamorphique du Mont Viso est observée au microscope optique. Des minéraux tel, le grenat et la jadéite sont identifiables. Le diagramme pression et température, fourni en complément, renseigne sur les domaines de stabilité des minéraux. L’association minérale jadéite et grenat est caractéristique de la zone D où il règne une forte pression comprise entre 1 et 2 Gpa et une température entre 200 et 400 °C. La présence de ces minéraux indique que la roche du Mont Viso s’est formée par métamorphisme d’une roche prééxistente dans une zone de haute pression et de basse température. Ces conditions sont celles que subissent les roches de la lithosphère océanique entrainée en profondeur par subduction. Cette roche métamorphique est donc un témoin de l’existence dans les Alpes d’une zone de convergence lithosphérique ; la roche a été ramenée secondairement © Annales Vuibert Bac 2005 Document 3 Introduction 04_Sujet02 05/08/2004 15:53 Page 101 SVT SUJETS COMPLETS CORRIGÉS en surface par des mouvements tectoniques liées à la collision continentale. Conclusion L’existence d’ophiolites dans les Alpes traduit la présence d’un ancien domaine océanique qui a disparu par subduction comme en témoignent certains minéraux du métamorphisme. La subduction a conduit à la fermeture de l’océan et à l’affrontement des deux masses continentales qui a donné naissance à une chaîne de collision dont les chevauchements, les charriages et les failles inverses sont les témoins. La chaîne des Alpes résulte donc de la convergence de deux plaques lithosphériques continentales. L’hypothèse est vérifiée. Exercice 2 (spécialité) Introduction Le Sahara est actuellement une zone désertique caractérisée par un climat aride. Des données paléoclimatiques permettent de montrer l’existence de variations climatiques dans cette région d’Afrique au cours des 130 derniers milliers d’années. L’origine de cette évolution climatique doit être recherchée dans des modifications des paramètres orbitaux comme dans des variations de l’étendue des calottes glaciaires. © Annales Vuibert Bac 2005 Document 1 Le climat régnant dans le Sahara et l’énergie solaire reçue dans cette partie du globe sont répertoriés sur deux périodes de temps : de – 130 000 ans à – 70 000 ans puis de – 40 000 à l’actuel. Le climat saharien est caractérisé par l’alternance de périodes arides et de périodes humides entrecoupées d’un climat intermédaire. On dénombre 3 alternances entre – 130 000 et – 70 000 ans et on en compte 5 si on considère la totalité de l’espace temps jusqu’à l’actuel. Chaque période humide coïncide avec un maximum d’énergie solaire reçue, chaque période aride coïncide avec un minimum d’énergie solaire reçue. Néanmoins au cours des périodes 1 et 2, la concordance entre climat et énergie solaire reçue est à nuancer : le minimum d’énergie solaire reçue il y a – 20 000 ans correspond à un moment situé juste avant le début d’une période aride, par contre le maximum d’énergie solaire reçue il y a environ – 12 000 ans correspond à un moment situé juste après le début d’une période humide. Les variations climatiques observées sont donc étroitement liées à la quantité d’énergie solaire reçue, or celle- SUJET 2 ◆ MARTINIQUE ◆ JUIN 2004 ci dépend directement des paramètres orbitaux de la Terre. L’orbite terrestre est plus ou moins élliptique et son excentricité varie régulièrement provoquant une modification de l’insolation globale de la planète. De même, l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre par rapport au plan de son orbite et l’orientation de son axe de rotation varient périodiquement. La région du Sahara a donc été soumise au cours du temps à des variations climatiques périodiques qui peuvent s’expliquer par des modifications des paramètres orbitaux. Document 2 Le document 2a représente une reconstitution paléoclimatique de la zone du Sahara à – 30 000 ans. On constate que la totalité de la région, sèche aujourd’hui, était soumise à un climat humide avec de fortes pluies aux limites nord et sud. Ces données concordent avec les informations fournies par le document 1 pour la période 3. Par ailleurs, la calotte glaciaire est relativement réduite, elle se limite à l’extrême nord de l’Europe. Les caratéristiques de la même région 15 000 ans plus tard figurent dans le document b. La partie nord du Sahara est soumise à un climat aride, comme l’indique le document 1, tandis que la partie sud reste humide. En 15 000 ans, il y a eu des modifications climatiques qui affectent seulement une partie de la région. Le climat a donc évolué dans le temps et dans l’espace. On constate que la calotte galciaire est plus étendue, elle gagne le Royaume-Uni et la limite des icebergs en hiver comme en été se déplace vers le sud et atteind la France. Enfin des courants froids marins se retrouvent le long des côtes africaines au niveau du Sahara. Le changement climatique dans la partie nord du Sahara peut être mis en relation avec l’extension des glaciers. Cependant, l’étendue des glaciers peut être reliée à la quantité d’énergie solaire reçue. En effet, lorsque l’énergie solaire incidente est maximum, la calotte glaciaire est réduite et le climat est humide, c’est le cas il y a – 30 000 ans. Lorsque l’énergie solaire incidente est minimale, la calotte glaciaire est plus étendue et le climat est aride, comme il y a – 15 000 ans. Conclusion Le climat du Sahara peut être corrélé aux paramètres orbitaux de la planète et à l’étendue de la calotte glaciaire directement liée à la quantité d’énergie reçue. La variation de ces deux paramètres étroitement liés détemine l’évolution du climat dans le temps et dans l’espace au cours des derniers 130 000 ans. 101
