TP 1 : Les apports des sédiments océaniques pour

Thème 3 : Enjeux planétaires contemporains Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l'avenir / Chapitre 1 : Les changements du climat des 800 000 dernières années
TP 1 : Les apports des sédiments océaniques pour reconstituer des paléoclimats
Mise en situation et recherche à mener
Les sédiments océaniques profonds sont un mélange d’apports éoliens (poussières continentales, notamment désertiques, transportées par le vent qui se
déposent dans l’océan), de particules transportées par les courants et de particules d’origine biologique produites près de la surface et qui sédimentent à la mort
des êtres vivants.
Parmi les marqueurs paléocéanographiques, les foraminifères planctoniques sont les plus utilisés : Ils se caractérisent par une coquille calcaire (ou test)
fossilisée dans les sédiments. Les foraminifères sont des organismes planctoniques unicellulaires vivant dans tous les océans du globe.
On cherche à comparer les données climatiques obtenues en utilisant les foraminifères retrouvés dans des boues océaniques anciennes avec celles
précédemment déterminées à l’aide du delta 18O des glaces.
Document 2 : Reconstituer un climat avec les Foraminifères
Ressources
Echantillons de boues océaniques prélevées par carottage
Matériel envisageable :
- De laboratoire (verrerie, instruments…)
- D’observation (microscope, loupe binoculaire…)
- De mesure et d’expérimentation (balance, chaîne EXAO…)
- Informatique et acquisition numérique
Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème
Proposer une démarche d’investigation permettant de déterminer l’évolution du climat au moment de la formation de la boue océanique
Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables
Vous disposez de deux échantillons de boue océanique notés 1 et 2 correspondant à un lieu de carottage précis. Une datation a aussi été réalisée.
A partir du document 1, réaliser une extraction des foraminifères contenus dans chacun des deux échantillons de boue océanique.
Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Barème
- Une photographie représentative des sédiments de votre carotte (vous enregistrerez cette photo, en plus de votre compte rendu, dans le dossier « boues
océaniques ». N’oubliez pas de la nommer correctement selon le carottage).
- Un comptage des différents foraminifères retrouvés dans votre échantillon.
Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Barème
Déterminer, à partir de l’ensemble de vos résultats, l’évolution du climat qui régnait au moment de la formation de la carotte de boue.
Matériel à disposition :
Echantillons de boues océaniques prélevées par carottage lors de la campagne AMOCINT (Atlantic Meridional Overturning Circulation during
INTerglacials) en 2008 par le MARION DUFRESNE de l’IPEV (Institut Paul Emile Victor).
Echantillon 1: Carottage Atlantique 48° de latitude Nord Datation Holocène (0 à -10 000 ans)
Echantillon 2: Carottage Atlantique 48° de latitude Nord Datation dernier maximum glaciaire (-10 000 à -20 000 ans)
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Document 2 : Reconstituer un climat avec les Foraminifères
1) Le contenu des sédiments dépend de leur latitude d’origine :
- Aux latitudes tropicales, le sédiment est très riche en micro fossiles, et la
- Aux latitudes polaires, le sédiment présente une fraction détritique
fraction détritique est négligeable ou absente. On observe de nombreux
supérieure ou égale à 50%. Les fossiles sont rares et de taille réduite. La
Globigérinidés, de tailles et de formes diverses. La biodiversité est importante. biodiversité est limitée.
On pourra donc en première approximation utiliser comme règle pour reconstituer le climat que plus les eaux sont chaudes, plus les microfossiles sont
abondants, grands et divers et la fraction détritique réduite.
La réduction de la part du détritique par rapport au biogénique s’explique par deux phénomènes : d’une part les êtres vivants sont de plus en plus abondants
lorsqu’on va vers les zones chaudes. Il y a donc une sorte de dilution du détritique par le biogénique. C’est une diminution relative. La fraction détritique
correspond à ce qui est abandonné par les glaces, donc plus on s’éloigne des zones polaires, moins il y en a de façon absolue.
2) Le sens d’enroulement des coquilles des Foraminifères
Il s’observe sur la face ventrale, c’est-à-dire du côté où se trouve l’ouverture et se lit du proloculum (la première loge) vers
l’ouverture. Par exemple : enroulement dextre (sens inverse des aiguilles d’une montre). Il peut être différent en fonction de
facteurs environnementaux tels que la température. Ainsi Neogloboquadrina pachyderma est un foraminifère dont
l’enroulement du test (coquille) est :
- A enroulement dextre (vers la droite) lorsque l’eau de surface est chaude.
- A enroulement senestre (vers la gauche) lorsque l’eau de surface est froide.
La détermination du sens d’enroulement permet donc dans une certaine mesure de reconstituer des variations climatiques.
3) Les préférences écologiques des différentes espèces de Foraminifères
La répartition des Foraminifères est liée à la température de l’eau, et constitue donc un indicateur de la température : comme pour beaucoup d’êtres vivants, la
répartition des Foraminifères obéit à des préférences écologiques. On pourra associer une espèce à un type de climat et donc ensuite, reconnaissant l’espèce et
par le principe d’actualisme, reconstituer le climat.
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Document 1 : Protocole d’extraction des sédiments océaniques
-
Matériel à disposition :
2 échantillons de boue océanique 1, 2
flacon avec un bouchon étanche (pilulier)
un pinceau brosse
bécher,
eau,
tamis pour microfossiles (mailles de 0,125mm et de 0,065 mm)
verre de montre
plaque chauffante
filtre
Protocole :
- Prélever 0,5 g de sédiments frais à l’aide d’une spatule
Mettre les sédiments en suspension dans un pilulier rempli d’eau, et agiter énergiquement pour délayer les argiles.
Préparer les tamis : Verser les sédiments délayés dans le compartiment supérieur du tamis.
Lessiver sous un mince filet d’eau pendant 3 minutes, pour éliminer les résidus argileux. On pourra faciliter le lavage en balayant.
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