Sédiments océaniques et paléoclimats (actualisation juin 2013, en relation avec les échantillons distribués lors des conférences pédagogiques)

L’analyse du contenu de sédiments océaniques permet de reconstituer les variations climatiques Quaternaires. La richesse de ce matériel permet sur une même notion de construire des progressions variées et de former des compétences très diverses.

1. Les échantillons

2. Données scientifiques

3. Utilisations pédagogiques

Pour nous donner votre avis et nous permettre d’améliorer ces documents, n’hésitez pas à nous renvoyer par mail la fiche retour TP suivante :

Word - 29.5 ko
Fiche retour TP

1. Les échantillons

A l’occasion des conférences pédagogiques lycée de janvier 2009, chaque établissement a reçu des échantillons de boues océaniques

Ces échantillons ont été prélevés 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).

Le Marion Dufresne

- deux d’entre eux permettront de montrer une variation spatiale de la température : ils sont de même âge (Holocène – 0 – 16cm de la carotte) et ont été prélevés à deux latitudes différentes (38°N et 67°N). Ce sont les échantillons MD O8-3179 (0-16cm, Holocène, 38°N, point rose) et MD O8-3194 (0-16cm, Holocène, 67°N, point bleu), pour l’académie de Versailles,

- les deux autres permettent de montrer une variation temporelle de température : ils proviennent de deux niveaux différents d’une même carotte prélevée à la latitude 53°N. L’échantillon noté Transition est le plus ancien (zone entre 80 et 96cm de la carotte) et correspond à une période plus froide que l’Holocène. Ce sont les échantillons MD O8-3185 (0-16cm, Holocène, 53°N, point vert) et MD O8-3185 (80-96cm, Transition, 53°N, point jaune) pour l’académie de Versailles.

Toutes les académies ont reçu des échantillons permettant de faire un travail équivalent.

- Localiser les carottages dans Google earth :

Google Earth Placemark File - 7.6 ko
Localisation des carottages
De nouveaux échantillons ont été distribués aux conférences pédagogiques de juin 2013

- Atlantique sub-polaire : Carotte MD03-2684Cq
Localisation : 60°24.08’N ; 023°38.39’ W ; 1979 m

- Zone polaire (mer de norvège - Plateau de Voering) : Carotte MD08-3189Cq
Localisation : 67°24.51’N ; 004°49.91’E ; 1355 m

- Région subtropicale (Mer de Chine du Sud) : Carotte MD12-3425Cq
Localisation : 19°27.56’N ; 114°02.37’E ; 661 m

Pour en savoir plus sur chaque échantillon, une plaquette les accompagne, préparée par les chercheurs du Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) de Gif sur Yvette. :

PDF - 986.1 ko
Présentation pour les enseignants

Au sommaire :

1 - Présentation des carottes échantillonnées

- Atlantique sub-polaire
- Zone polaire (mer de Norvège)
- Région subtropicale (Mer de Chine du Sud)

2 - Préparation des échantillons

3 - Relation à la Température

4 - Quelques espèces planctoniques

2. Données scientifiques

- Le carottage

Grâce à son "carottier géant" CALYPSO, le Marion Dufresne est un des seuls navires à collecter des carottes sédimentaires pouvant atteindre plus de 60 mètres de longueur.

Pour plus d’informations : une fiche sur le carottage

PDF - 5.6 Mo
Fiche carottage

Un schéma du carottier (document IPEV)

Une animation sur la séquence du carottage (source IFREMER)

sequence carottage

Télécharger l’animation :

Flash Video - 1.1 Mo
sequence carottage

Un schéma de la séquence de carottage (document IPEV)

Voir une vidéo

- Que deviennent les carottes obtenues ?

Extrait de la vidéo Les climats du passé (avec l’aimable autorisation de la société Jeulin) :

Les climats du passé 1
(production JEULIN) - Auteurs : J.-J. Auclair, J.-N. Cloarec, J.-C. Proust, A. Videaud

Pour en savoir plus :

http://www.marine-marchande.net/Reportages/Marion_Dufresne/0-MarionD.htm

- Quelques rappels scientifiques :

  • Les boues :

Les boues sont des sédiments fins (grain ≤ 64µm, classe des lutites).
En domaine océanique, on distingue :
— les boues calcaires, à Globigérine,
— les boues siliceuses, à Radiolaires, à Diatomées
— les boues rouges des grands fonds, essentiellement formées d’argiles.

Ces 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 (sédimentation hémipélagique) et de particules d’origine biologique produites près de la surface et qui sédimentent à la mort des êtres vivants (sédimentation pélagique).

La sédimentation pélagique a pour origine la zone photique de l’océan, c’est-à-dire la zone sous la surface dans laquelle la lumière est présente. Elle est estimée à quelque chose de l’ordre de 100 à 200 tests/ m2/jour.

Elle peut être carbonatée. Elle est alors le fait de l’activité de

o Ptéropodes (Gastéropodes marins pélagiques) qui produisent une fine coquille d’aragonite. La dissolution de l’aragonite étant plus rapide que celle de la calcite, ces coquilles ne s’observeront que dans les carottes d’origine peu profonde.

o Coccolithophoridés, algues unicellulaires de petite taille (0,01mm) entourés d’une enveloppe sphérique (Coccosphère) formée d’un assemblage de plaques calcaires généralement en forme de disques (Coccolithes).

o Foraminifères planctoniques, protozoaires du groupe des Rhizopodes, c’est-à-dire émettant des pseudopodes qui peuvent s’anastomoser en un réseau, et qui s’entourent d’une coquille (test) chitinoïde ou calcaire. Le test est perforé pour laisser passage aux pseudopodes.

On y distingue selon le nombre de loges
— Les uniloculaires,
— Les biloculaires,
— Les pluriloculaires (parmi lesquels les Fusulinidés, les Miliolidés et les Nummulitidés).
Les Globigérinidés sont un groupe de Foraminifères dont la taille est de l’ordre de 0,5 à 1mm. Ils sont particulièrement abondants au voisinage de l’Equateur.

Le test est facilement conservé dans les sédiments et leur abondance ainsi que leur sensibilité aux conditions environnementales en font d’excellents marqueurs stratigraphiques et climatiques.

La sédimentation peut aussi être siliceuse. Elle a alors pour origine

o des Radiolaires, Protozoaires du groupe des Actinopodes, c’est-à-dire possédant des pseudopodes rayonnants. Ils présentent un fin squelette siliceux.

o des Diatomées, algues unicellulaires enfermées dans une coque siliceuse (frustule) formée de deux parties emboîtées.

La nature du sédiment de fond est liée à la profondeur de la CCD (niveau de compensation de la calcite), sous laquelle les carbonates sont entièrement dissous.
Au dessus, on pourra trouver des boues carbonatées : boues à foraminifères, dites à Globigérines (dans lesquelles les Coccolithophoridés représentent néanmoins 70% de la boue) ou boues à nanofossiles calcaires, formées essentiellement de coccolithes.

Les Coccolithophoridés sont les principaux contributeurs de ces sédiments carbonatés mais ils sont bien plus petits (de l’ordre de la dizaine de microns) que les Foraminifères, donc leur étude est plus difficile matériellement.

Sous la CCD, les carbonates ont été dissous et il ne reste que la silice, par exemple boues à Diatomées qui dominent dans les mers froides et boues à Radiolaires dans les mers plus chaudes.

  • Les microfossiles
    Le terme de microfossile s’applique à des fossiles ne pouvant s’étudier qu’à la loupe ou au microscope.
  • Reconstituer un climat avec les Foraminifères

— Abondance dans le sédiment et diversité

Le contenu des sédiments dépend de leur latitude d’origine :

o Aux latitudes tropicales, le sédiment est très riche en micro fossiles, et la fraction détritique est négligeable ou absente. On observe de nombreux Globigérinidés, de tailles et de formes diverses. La biodiversité est importante.

o Aux latitudes polaires, le sédiment présente une fraction détritique supérieure ou égale à 50%. Les fossiles sont rares et de taille réduite. La 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.

(On observe ainsi dans les sédiments une forte présence du détritique lors des évènements de Heinrich, qui se traduisent par de grandes débâcles qui vont abandonner tout ce qui a été raclé par la glace sur les continents et par un apport d’eau douce qui va bouleverser la vie marine)

On peut dans certains cas distinguer au niveau macroscopique dans une carotte les périodes chaudes et les périodes froides : plus il y a de biogénique, donc de carbonate, plus le sédiment est clair, et plus il y a de détritique, plus il est foncé.

— 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 :

o A enroulement dextre (vers la droite) lorsque l’eau de surface est chaude.

o A enroulement senestre (vers la gauche) lorsque l’eau de surface est froide.

Proportion de Neogloboquadrina pachyderma à enroulement dextre au cours du temps

La détermination du sens d’enroulement permet donc dans une certaine mesure de reconstituer des variations climatiques.

— Les préférences écologiques des différentes espèces de Foraminifères

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.

Par exemple : les globigérines se répartissent dans les eaux chaudes.
Les radiolaires par contre se répartissent dans les eaux froides, donc aux latitudes plus élevées.

La répartition des Foraminifères est liée à la température de l’eau, et constitue donc un indicateur de la température :

cliquer sur l’image pour des données et d’autres images sur le site de la WHOI

De manière plus fine dans l’Atlantique nord actuellement, on peut répartir les Foraminifères en cinq grandes provinces et associer à chaque province une ou plusieurs espèces de Foraminifère :

Groupe bioclimatique Espèces
Arctique Neogloboquadrina pachyderma (senestre)
Subarctique Neogloboquadrina pachyderma (dextre), Globigerina bulloides, Globigerina quinqueloba
Subtropical Globigerinoides ruber

Pour des données plus précises : voir le site de la NOAA

La température de surface variant avec la saison, la répartition en latitude des Foraminifère va aussi varier saisonnièrement. Il ne faudra donc pas s’étonner de voir dans un même sédiment des espèces de climat différent, l’une ayant pu se déposer l’été, l’autre l’hiver.

— Le d18O des carbonates des sédiments océaniques

Le test des Foraminifères est carbonaté (CaCO3) et fabriqué à partir des ions HCO3- et Ca2+ prélevés dans l’eau de mer. Le d18O des ions HCO3- est en équilibre avec celui de l’eau de mer. Le d18O des tests carbonatés varie donc avec celui de l’eau de mer.

L’18O se partage dans le stock d’eau entre l’eau de mer et la glace. De par le comportement des deux isotopes, on voit que l’18O reste préférentiellement dans l’eau de mer. Plus il y a de glaces, moins il y a d’eau de mer et plus celle-ci est concentrée en 18O.

Le d18O des sédiments permet donc d’estimer le volume de glaces : plus il est élevé, plus il y a de glace.

Quand les mesures concernent des organismes planctoniques, elles donnent accès aux changements du volume des glaces et de températures ayant affectés les couches superficielles des océans. Elles peuvent aussi traduire des événements plus localisés, comme des arrivées d’eaux douces (fontes) ou des anomalies liées à une exceptionnelle pluviosité, ou inversement, évaporation.

Quand elles concernent des organismes benthiques, sensés ne pas avoir été contraints par des changements de température superficielle, c’est un signal plus global de changement du volume des glaces, et donc du niveau marin, qui est obtenu.

L’analyse au spectromètre de masse : Extrait de la vidéo Les climats du passé (avec l’aimable autorisation de la société Jeulin) :

Les climats du passé 2
(production JEULIN) - Auteurs : J.-J. Auclair, J.-N. Cloarec, J.-C. Proust, A. Videaud

- Sources :

  • Dictionnaire de géologie (Foucault, Raoult)
  • Éléments de géologie (Pomerol)
  • Notice accompagnant le tamis à microfossiles Jeulin

3. Utilisations pédagogiques

- Partie du programme :
- Ces échantillons sont utilisables en Spécialité en Terminale S : Thème 2 Enjeux planétaires contemporains Atmosphère, hydrosphère, climats : du passé à l’avenir.

Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années y compris des polluants d’origine humaine. La composition isotopique des glaces et d’autres indices (par exemple la palynologie) permettent de retracer les évolutions climatiques de cette période

Un lavage révèle les microfossiles de Foraminifères, dont la faune est liée à la température et permet donc de reconstituer les variations climatiques.

Ils peuvent aussi être utilisés en Tronc commun : Thème 1-B-4 La disparition des reliefs

Les produits de démantèlement sont transportés sous forme solide ou
soluble, le plus souvent par l’eau, jusqu’en des lieux plus ou moins éloignés
où ils se déposent (sédimentation).

Dans les échantillons correspondant à des périodes ou des lieux froids, on pourra observer les minéraux de la fraction détritique

- Place dans la démarche en TS Spécialité

L’étude des sédiments océaniques s’insère dans toute la gamme de données qui permettent de reconstituer les variations climatiques au cours du Quaternaires et de montrer les cycles de périodes glaciaires et interglaciaires.
La mise en parallèle des données de nature diverses et de lieux divers permet de montrer la globalité des variations.

- Exemples d’activités :

Le damier ci-dessous présente les diverses activités que nous avons pu identifier autour des sédiments océaniques. Le code couleur fait référence aux compétences ECE attachées aux activités.

En fonction de ses objectifs, on pourra composer une progression à partir de ces activités.

A. Lavage

o Matériel :
— Échantillons de boue océanique (5g pour une classe entière, 0,5g pour un binôme),
— spatule,
— un pinceau brosse,
— flacon avec un bouchon étanche (pilulier)
— pipette et propipette,
— becher,
— eau,
— tamis pour microfossiles (mailles au maximum 0,125mm)
— verre de montre
— plaque chauffante
— filtre

o Compétences :
—  Respect des différentes étapes du protocole
—  Utilisation maîtrisée du matériel et des produits.
—  Organisation et gestion de la paillasse.
—  Respect des règles de sécurité.
—  Rangement du matériel.

o Protocole :

Pour faciliter le lavage, le sédiment pourra avoir été séché au préalable à l’étuve à 50 - 60°C pendant une nuit.

- Prélever 0,5 g de sédiments frais à l’aide d’une spatule (en bois ou en plastique afin de ne pas endommager les fossiles).
- Mettre les sédiments en suspension dans un pilulier rempli d’eau, et agiter énergiquement pour délayer les argiles.
- Préparer le tamis (maille 0,125 mm ou 0,150mm) : 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 délicatement le sédiment avec les doigts ou avec le pinceau brosse.
- Incliner le tamis pour rassembler sur un bord le résidu de lavage.
- Récupérer dans un filtre le reste du tamis à l’aide du pinceau.
- Mettre à sécher à l’étuve ou sur une plaque chauffante tiède pendant trois minutes avant observation.

Penser à récupérer et conserver précieusement le résidu de lavage.

Le protocole en vidéo :

lavage de sediment

Fiche au format pdf :

PDF - 71.2 ko
Fiche A
B. Observation à la loupe binoculaire

o Matériel :
—  Résidus de lavage
—  Loupe binoculaire, lampe
— Pinceau fin, pilulier avec de l’eau (pour tremper le pinceau)

o Compétences :
—  Eclairage et choix du fond.
—  Réglage de la vision binoculaire.
—  Centrage sur la structure recherchée.
—  Respect des règles de sécurité.
—  Remise en état initial.

o Principe de l’activité : Placer une pincée du résidu sec sur le support d’observation, puis isoler dans le champ d’observation de la loupe des microfossiles de type différent.

Fiche au format pdf :

PDF - 65.1 ko
Fiche B
C. Dessin d’observation

o Matériel :
—  Résidus de lavage
—  Loupe binoculaire, lampe
— Pinceau fin, pilulier avec de l’eau (pour tremper le pinceau)

o Compétences :
—  Sélection des structures à détailler
—  Représentation fidèle au modèle.
—  Netteté et finesse du tracé.
—  Mise en page.
—  Indication du mode d’observation, et du grossissement ou de l’échelle.
—  Exactitude de la légende.
—  Rédaction d’un titre adapté

o Activité : Dessiner un des microfossiles utiles à la reconstitution du climat. Légender le dessin.

Fiche au format pdf :

PDF - 65.8 ko
Fiche C
D. Numérisation d’image

o Matériel :
—  Résidus de lavage
—  Loupe binoculaire, lampe
—  un appareil de saisie d’images numériques (de très bonne qualité : il faut une très bonne résolution) et un logiciel de présentation d’images
— Pinceau fin, pilulier avec de l’eau (pour tremper le pinceau)

o Compétences :
Celles de l’utilisation de la loupe binoculaire

o Activité : Saisir des images numériques de différents Foraminifères, sur un résidu de lavage, ou prendre des images sur des résidus d’échantillons différents. Présenter à l’aide du logiciel fourni une comparaison sous la forme d’un document numérique qui intègre et légende les deux photographies saisies.

Fiche au format pdf :

PDF - 65.4 ko
Fiche D
E. Identification des Foraminifères

o Matériel : Planche d’identification de Foraminifères planctoniques

PDF - 500.4 ko
Reconnaissance des Foraminifères
JPEG - 6.2 Mo

o Compétences : Mise en relation des résultats obtenus avec les résultats attendus ou fournis

o Principe de l’activité : Identifier des Foraminifères en utilisant le tableau de la fiche document

Fiche au format pdf :

PDF - 69.1 ko
Fiche E
F. Estimation de l’abondance des Foraminifères : comptage avec Mesurim

o Matériel :
— Images des résidus de lavage des échantillons (documents à venir)
— Planche d’identification de Foraminifères planctoniques

PDF - 500.4 ko
Reconnaissance des Foraminifères


— Mesurim

o Compétences :
—  Respect des conditions d’utilisation du dispositif de mesure
—  Utilisation maîtrisée des fonctionnalités du logiciel.
—  Lisibilité du résultat
—  Cohérence ou exactitude du résultat.
—  Rangement du matériel.

o Principe de l’activité : Recenser les différents types de Foraminifères présents dans chaque échantillon (les images sont partagées entre les différents binômes, pour alléger le travail). L’activité sera suivie d’une mutualisation des résultats.

Une alternative, si la reconnaissance s’avère difficile, sera de compter les Globigérines dans leur ensemble et de rapporter leur proportion à celle de la fraction détritique.

Fiche au format pdf :

PDF - 111.1 ko
Fiche F
G. Traitement statistique sur l’abondance des Foraminifères (Tableur)

o Matériel :
—  Résultats de comptages sur les différents échantillons.
—  Tableur
—  un Fichier Excel pour mutualiser les données

Excel - 50 ko
statistique

o Compétences :
—  Accès aux données.
—  Traitement des données.
—  Choix du type de calcul.
—  Lisibilité du résultat, présentation des données.
—  Cohérence ou exactitude du résultat.
—  Respect des règles de sécurité.
—  Sortie – fermeture des fichiers et/ou du logiciel.

o Principe de l’activité : Les tâches de comptage ont été réparties entre les binômes. Saisir les résultats de comptage pour calculer un pourcentage qui sera une moyenne et construire ainsi un résultat qui a une valeur statistique car sur un plus grand échantillonnage.

Fiche au format pdf :

PDF - 90.4 ko
Fiche G
H. Construction d’un diagramme de l’abondance des Foraminifères en fonction du temps (Tableur)

o Matériel :
—  Résultats de comptages sur les différents échantillons correspondant à différents niveaux d’une même carotte (fichiers excel u938 et pc12)

Excel - 143 ko
12pc Foraminiferes
Excel - 26.5 ko
Comptage des Foraminiferes - forage U938

—  Tableur

o Compétences :
—  Choix des axes à partir des paramètres mis en relation.
—  Graduation raisonnée des axes avec indication des échelles et des unités.
—  Report des points.
—  Lisibilité du graphique et soin porté à l’ensemble du document.
—  Si utilisation de l’outil informatique :
Utilisation maîtrisée des fonctionnalités d’un logiciel "tableur/grapheur".
Utilisation éventuelle de la fonction d’impression.
—  Exactitude de la légende
—  Identification des différentes courbes
—  Rédaction d’un titre en cohérence avec la relation exprimée par le graphique

o Principe de l’activité : A partir des recensements des types de Foraminifères, obtenir pour les Foraminifères l’équivalent d’un diagramme pollinique, c’est-à-dire un graphique qui va présenter l’abondance de chaque espèce en fonction du temps. Il s’agira donc d’ouvrir le fichier et utiliser les fonctionnalités du tableur pour sélectionner les espèces qui semblent le mieux représenter l’évolution climatique de cette région, puis construire le graphique.

Abondance de différentes espèces de Foraminifères en fonction du temps

Même diagramme restreint aux formes dextre et senestre de N Pachyderma

Fiche au format pdf :

PDF - 97.1 ko
Fiche H
I. Reconstitution d’un climat ou de variations climatiques

o Matériel :
—  Résultats de l’observation ou du comptage, ou diagramme de l’abondance des Foraminifères en fonction du temps
—  Document donnant les assemblages d’espèces en fonction de la température dans les sédiments actuels (0 à 2000ans) : base de données Atlantique Nord :

Excel - 24.5 ko
Base Atlantique Nord

ou le contenu du sédiment en fonction de la latitude/de la température

Word - 1.6 Mo
Température et contenu des sédiments

o Compétences : Mise en relation des résultats obtenus avec le problème posé ou la question scientifique initiale.

o Principe de l’activité : Déduire, de la mise en relation de toutes les informations disponibles, le climat ou le sens de variation climatique enregistré dans le sédiment ou sur toute la hauteur de la colonne stratigraphique.

Fiche au format pdf :

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Fiche I
J. Le d18O des carbonates (Tableur)

o Matériel :
—  Fichiers Excel odp677_benthic, rc13110_benthic, rc 13229_benthic, donnant d18O dans des sédiments en fonction du temps et/ou de la profondeur dans la carotte.

Excel - 82 ko
odp 677 isotopes
Excel - 24.5 ko
rc13110 isotopes
Excel - 21.5 ko
rc13229 isotopes

—  Fichier localisant les carottages, dans Google earth.

Google Earth Placemark File - 1.8 ko
Les données des sédiments océaniques


—  Tableur

o Compétences :
—  Choix des axes à partir des paramètres mis en relation.
—  Graduation raisonnée des axes avec indication des échelles et des unités.
—  Report des points.
—  Lisibilité du graphique et soin porté à l’ensemble du document.
—  Si utilisation de l’outil informatique :
Utilisation maîtrisée des fonctionnalités d’un logiciel "tableur/grapheur".
Utilisation éventuelle de la fonction d’impression.
—  Exactitude de la légende
—  Identification des différentes courbes
—  Rédaction d’un titre en cohérence avec la relation exprimée par le graphique

o Principe de l’activité : ouvrir un fichier et utiliser les fonctionnalités du tableur pour construire le graphique donnant d18O en fonction du temps. On pourra aussi mettre en parallèle les données des trois carottages.

Fiche au format pdf :

PDF - 100.3 ko
Fiche J
K. Mise en relation avec d’autres données : d18O des glaces, diagrammes polliniques…

o Matériel :
—  Fichiers pc12 donnant Foraminifères et d18O dans les carbonates en fonction du temps, pour un même forage

Excel - 141 ko
12pc isotopes
Excel - 143 ko
12pc Foraminiferes

—  Fichiers Excel domec_o18, donnant d18O dans la glace au Dome C en fonction du temps et/ou de la profondeur dans la carotte.

Excel - 38 ko
domeC isotopes

—  Fichier avec données pollen

Excel - 35 ko
pollen usa est
Excel - 35.5 ko
pollen usa ouest


—  Fichier localisant les carottages, dans Google earth.

Google Earth Placemark File - 1.8 ko
Les données des sédiments océaniques

—  Tableur

o Compétences :
—  Choix des axes à partir des paramètres mis en relation.
—  Graduation raisonnée des axes avec indication des échelles et des unités.
—  Report des points.
—  Lisibilité du graphique et soin porté à l’ensemble du document.
—  Si utilisation de l’outil informatique :
Utilisation maîtrisée des fonctionnalités d’un logiciel "tableur/grapheur".
Utilisation éventuelle de la fonction d’impression.
—  Exactitude de la légende
—  Identification des différentes courbes
—  Rédaction d’un titre en cohérence avec la relation exprimée par le graphique

o Principe de l’activité : ouvrir les fichiers et utiliser les fonctionnalités du logiciel EXCEL pour construire le graphique mettant en parallèle d18O en fonction du temps dans les glaces et dans les sédiments.

La réalisation du graphique va buter sur le fait que les valeurs du temps ne sont pas les mêmes pour les différents fichiers.
Pour le faire :
-  coller le contenu des deux fichiers l’un sous l’autre, le temps étant dans la même colonne
-  décaler le d18O dans les sédiments d’une colonne à droite
-  Sélectionner l’ensemble des données
-  Utiliser la fonction trier, d’après la première colonne (temps)
-  Construire ensuite le graphique

Fiche au format pdf :

PDF - 115.3 ko
Fiche K

- Exemples de progression

On pourra composer une progression en choisissant parmi les activités proposées. Selon ce qu’on veut faire, il sera possible d’arriver à la même notion par des chemins différents, c’est-à-dire en formant des compétences différentes.

Le raisonnement suivi est tout à fait parallèle à celui suivi sur les pollens : les activités sont les mêmes, il n’y a que les données utilisées qui changent. L’un pourra donc être fait en formatif, l’autre en sommatif (par exemple lors de l’ECE)

• Progression centrée sur les compétences Réaliser une manipulation et Observer le réel

o Montrer le lien entre faune et Température :
—  Activité A : lavage des boues océaniques, avec les échantillons MD O8-3179 (0-16cm, Holocène, 38°N) et MD O8-3194 (0-16cm, Holocène, 67°N), à partager dans la classe.
—  Activité B : observation à la loupe binoculaire
—  Comparaison des deux échantillons : on pourra facilement lister les différences : abondance des Fossiles par rapport à la fraction détritique, taille et diversité des fossiles (le tout augmentant avec la température).
—  Lien avec la température : on met en relation la carte localisant les carottages avec une carte des températures des eaux de surface. (Ceci pourra se faire dans Google earth en ouvrant en même temps les fichiers donnant ces données).

o Reconstituer une variation climatique

—  Ayant établi ce lien entre faune et température, basé sur les observations actuelles, on pourra par le principe d’actualisme interpréter ce qui est observé dans des sédiments plus anciens, donné sur un document, ou bien obtenu par un second TP (noté celui là en sommatif ?) avec les échantillons MD O8-3185 (0-16cm, Holocène, 53°N) et MD O8-3185 (80-96cm, Transition, 53°N).

On pourra intercaler un dessin d’observation ou une prise de vue numérique, et prolonger par la construction d’un diagramme donnant l’abondance en fonction du temps.

Documents complémentaires :
-  T° de surface de l’océan (Google earth) : Sea Surface Temperature.kmz

Google Earth Placemark File - 694 octets
Sea Surface Temperature

-  Sur le site de l’académie de Bordeaux : 4 images de températures de surface de la mer ( SST : Sea Surface Température ) , pour les mois de septembre de 2001 à 2004 , désignées sst0901 , sst0902 , sst0903 , sst0904. (Fichiers images de type .gif) et une animation montrant la variation de la température de surface de la mer de janvier 1999 à mai 2003 , mois par mois. L’animation appelée " température de surface " est au format Quick time visualisable sous tout navigateur Internet , avec Quick Time Player (téléchargeable et gratuit)

• Progression centrée sur les compétences Utiliser des techniques de mesure et Utiliser des logiciels de gestion de l’information
o Recensement des Foraminifères dans les échantillons MD O8-3185 (0-16cm, Holocène, 53°N) et MD O8-3185 (80-96cm, Transition, 53°N).
—  Activité E. Identification des Foraminifères sur les images fournies, à l’aide de la fiche de reconnaissance de Foraminifères
—  Activité F : Comptage avec Mesurim, les images étant partagées dans la classe.
—  Activité G : Traitement statistique sur l’abondance des Foraminifères (Tableur)

Excel - 50 ko
statistique

—  Activité I : Reconstitution d’un climat ou de variations climatiques, par la mise en relation avec les préférences écologiques de chaque Foraminifère.

B. Boucher, lycée Camille Claudel, Vauréal ; Muriel Blot, IA-IPR Académie de Versailles

Remerciements, pour leur aide sans laquelle nous n’aurions pu construire ces documents, à Elisabeth Michel, pour son accueil et ses précieuses informations, à Gulay Isguder pour sa patience et son coup d’oeil, à Catherine Kissel et Carlo Laj, du Laboratoire
des sciences du climat et de l’environnement (CEA-CNRS-
université de Versailles-Saint-Quentin-IPSL) à Gif-sur-Yvette.

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