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Type II-B - Spé

Expliquez la méthode utilisée pour évaluer les concentrations de CO2 anciennes. Vous ferez une application concrète de cette méthode et présenterez ses limites.

B1 (Saisir des données ); B4 (Avoir une démarche explicative).

Doc 1 : Un stomate.

Un stomate est une structure présente au niveau de ce inférieur des végétaux feuillés. Il participe à l’absorption du CO2 atmosphérique par la plante.



Doc 2 : évolution de l’indice stomatique en fonction de la concentration en CO2.

Pour connaître l’évolution de la concentration en CO2 atmosphérique au cours des derniers millions d’années, on fait appel à une relation entre l’indice stomatique (qui est le rapport entre le nombre de stomates et le nombre de cellules épidermiques d’une feuille) et la pression partielle en CO2.

Cette courbe a été obtenue par des mesures sur des feuilles de végétaux des 120 dernières années (date à laquelle on a pu mesurer la concentration en CO2 atmosphérique).

Doc 3 : La courbe précédente a comme équation :
Indice stomatique I (%)= -0,09 pCO2(ppm)+41,6


Doc 4 : Indices sur les fossiles :
Autour de 5 à 8 millions d’années avant notre ère, les végétaux fossiles présentent des indices stomatiques compris entre 16 et 12%.
Certains fossiles du Crétacé peuvent présenter des indices stomatiques de 9%.


Réponse :

En intro : Rappel du problème posé.

I- Présentation de la méthode utilisée.

1-Le stomate.

La méthode permettant de déterminer les concentrations anciennes du CO2 atmosphérique est fondée sur l'existence de structures cellulaires permettant aux végétaux chlorophylliens d'absorber du CO2 (pour la photosynthèse) : les stomates. On pourra retrouver ces stomates au niveau des feuilles fossilisées.

2-Evolution de l'indice stomatique e fonction du CO2

L'indice stomatique est le rapport entre le nombre de stomates et le nombre de cellules épidermiques d'une feuille.

D'après le graphique, plus la concentration atmosphérique du CO2 est élevée, plus cet indice stomatique est faible.

Si on arrive à déterminer l'indice stomatique d'une plante fossilisée, il sera possible de déterminer le pCO2 gràce à l'équation du doc3.

3-Détermination du pCO2

A partir du doc 3:

Indice stomatique I (%)= -0,09 pCO2(ppm)+41,6

donc, pCO2 = -((Indice-41.6)/0.009)

II-Application de la méthode.

1-Pour le passé assez récent : entre -8 et -5 Ma.

L'indice stomatique il y a 8Ma est de 12%. On déduit le pCO2 de l'époque gràce à la relation précédente : 328ppm

Pour -5 Ma : I= 16%. Le pCO2 est égal à 284ppm

On constate entre -8 et -5 Ma une diminution du pCO2. L'effet de serre a du également diminuer. On devait assister à cette époque à un refroidissement.

2-Pour un passé lointain : le Crétacé.

L'indice stomatique est 9%. Le pCO2 est égal à 362 ppm. L'effet de serre devait être très important, donc la température élevée.

III-Limites de la méthode.

On considère que les phénomènes du passé sont les mêmes que les phénomènes actuels. On considère ainsi que la relation mise en évidence pour notre époque devait être la même que dans le passé.

Cependant, beaucoup de végétaux anciens ont disparu et on ignore si leur indice stomatique variait réellement en fonction du pCO2 comme actuellement. Plus on recule dans le passé, plus on doit prendre les résultats avec précaution.

Enfin, le nombre de fossiles valables pour calculer l'indice stomatique est fort réduit et est de plus en plus petit au fur et à mesure que l'on remonte dans le passé.


Date de création : 24/04/2006 - 20:28
Dernière modification : 24/04/2006 - 20:28
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Réactions à cet article

Réaction n°2 

par GM le 30/11/2007 - 20:12

Oui, c'est une méthode intéressante.
Il serait intéressant d'évaluer l'indice stomatique du Ginkgo biloba, arbre du secondaire, ou encore le Magnolia, puis le comparer à des feuillus plus récents.

Réaction n°1 

par christine le 29/11/2007 - 21:21

magnifique, je découvre un phénomène biologique pour en déduire le taux de CO2, reste à le corréler à d'autres mesures, pour le crétacé, il devait y avoir encore plus de CO2! vue l'augmentation très forte de la température moyenne...à moins que d'autres gaz interviennent pus dans l'effet de serre... un prof aussi de SVT



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