Climat et géodynamique à l’échelle des temps géologiques

Spé. SVT · Terminale · cours rédigé et vérifié par Claryo, conforme au Bulletin officiel

L'essentiel

À l'échelle des temps géologiques (dizaines à centaines de millions d'années), le climat est gouverné par la géodynamique, c'est-à-dire par l'activité de la Terre interne et la disposition des continents. Le levier principal est la teneur en gaz à effet de serre, surtout le CO_2 atmosphérique.

L'effet de serre piège une partie du rayonnement infrarouge terrestre et réchauffe la surface. Le CO_2 atmosphérique résulte d'un équilibre entre des sources et des puits géologiques. Les sources sont le volcanisme et le dégazage des dorsales, qui libèrent du CO_2 et réchauffent. Les puits sont l'altération des silicates (qui consomme du CO_2, finalement piégé dans les carbonates) et l'enfouissement du carbone organique, qui refroidissent.

La tectonique joue ainsi un rôle de régulateur. La formation de chaînes de montagnes expose de grandes surfaces de roches fraîches : l'altération s'accélère, le CO_2 baisse, le climat se refroidit. À l'inverse, un volcanisme intense (comme au Crétacé) augmente le CO_2 et donne un climat chaud sans calotte.

La paléogéographie intervient également : la position des continents modifie la circulation océanique et atmosphérique. Un continent placé sur un pôle (l'Antarctique au Cénozoïque) permet l'installation d'une calotte glaciaire, qui refroidit encore par effet d'albédo. La courbe du CO_2 sur 500 Ma montre que périodes chaudes et CO_2 élevé vont de pair.

Il faut bien séparer les échelles de temps. À l'échelle géologique (millions d'années), c'est la géodynamique qui pilote le climat via le bilan des sources et des puits de CO_2 : ouverture de dorsales, volcanisme, surrection de chaînes, mise en place des continents. À l'échelle quaternaire (dizaines de milliers d'années), le moteur change : ce sont les paramètres orbitaux de Milankovitch, amplifiés par les rétroactions, qui rythment les glaciations. Les deux mécanismes ne s'excluent pas, ils agissent simplement sur des durées différentes, et c'est leur emboîtement qui rend compte de l'ensemble du registre climatique de la Terre.

Formules et schémas clés

Le raisonnement repose sur un bilan sources / puits de CO_2. Schéma clé : le cycle géologique du carbone reliant volcanisme et dorsales (sources) à l'altération des silicates et l'enfouissement du carbone (puits), avec l'océan et les carbonates comme réservoirs. Courbe clé : CO_2 et température sur 500 Ma.

Méthode type bac

1) Identifier sur la courbe les périodes chaudes et froides et les relier au CO_2. 2) Lister sources et puits en jeu. 3) Relier orogenèse à l'altération (refroidissement) et volcanisme au réchauffement. 4) Ajouter la paléogéographie (calottes, circulation océanique).

Pièges

· Ne pas confondre l'échelle géologique (CO_2 géodynamique, Ma) et l'échelle quaternaire (forçage orbital, ka). · L'altération consomme du CO_2 (puits) ; le volcanisme en libère (source). · La paléogéographie agit indirectement, par la circulation océanique et l'albédo des calottes.

Pour l'épreuve

Construisez un bilan clair sources / puits et reliez chaque processus géodynamique à un sens d'évolution du climat. Distinguez bien cette échelle longue (géodynamique) de l'échelle quaternaire (orbitale) traitée par ailleurs.