Thème II ENJEUX PLANETAIRES CONTEMPORAINS Introduction : - l homme (hétérotrophe) a des besoins alimentaires il doit se procurer de la MO => faire pousser des végétaux - l homme doit se chauffer, se déplacer, fabriquer des appareils et les faire fonctionner il doit se procurer de l énergie - la population humaine augmente Problème : comment l homme peut-il produire son énergie et ses aliments, tout en préservant la planète? I. Obtenir de l énergie 1. Energies renouvelables a. Energie solaire reçue par la Terre négale répartition de l énergie lumineuse sur la Terre Importance de la latitude + schéma définition latitude sphéricité de la Terre => importance de l angle d incidence Utilisation possible de l énergie lumineuse (chauffage, photovoltaïque) b. Les courants aériens Air chaud dense /air froid Courants verticaux : ascendants ou descendants Courants horizontaux : altitude ou sol Haute pression / basse pression - Les masses d air se déplacent : - verticalement selon des différences de densité liées à la température (des zones chaudes vers les zones froides) ; - horizontalement selon des différences de pression (des zones de haute pression vers les zones de basse pression). - L énergie solaire chauffe l air, ce qui est à l origine des vents - L énergie solaire, inégalement reçue à la surface de la planète, est à donc l origine de l énergie éolienne éoliennes : énergie des mouvements d air électricité
c. Les courants océaniques Les masses d eau se déplacent : - horizontalement grâce aux mouvements atmosphériques. - verticalement selon les différences de densité liée à la température et à la salinité - Indirectement, l énergie solaire est à l origine des courants océaniques hydroliennes : énergie des mouvements d eau électricité d. Cycle de l eau - L énergie solaire chauffe l eau, ce qui permet le cycle de l eau => cours d eau Cours d eau : eau en mouvement hydroélectricité : barrages Remarque - Utiliser l énergie des vents, des courants marins, des cours d eau, revient à utiliser indirectement de l énergie solaire ; ces ressources énergétiques sont rapidement renouvelables. 2. L énergie des combustibles a. Origine des gisements - Les charbons sont issus des végétaux terrestres qui s'accumulent dans les zones anoxiques, comme les grands marécages ; ces végétaux sont des produits de la photosynthèse. - Progressivement, avec l'empilement et l'enfouissement sous les sédiments, le dépôt se tasse, les éléments volatiles (oxygène, hydrogène et azote) sont libérés et le carbone se concentre. - La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu ils sont issus d une biomasse. - Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à l action des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement ; la transformation et la conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.
b. Utilisation des combustibles et conséquences - Les combustibles fossiles sont des réservoirs de carbone organique soustrait au cycle du carbone qui ne sont pas renouvelables à l'échelle du temps humain. - La combustion de ces réserves entraine un dégagement de dioxyde de carbone dans l atmosphère qui déséquilibre le cycle du carbone et augmente l effet de serre. - L exploitation des gisements a des implications économiques et environnementales : l utilisation de combustible fossile restitue rapidement à l atmosphère du dioxyde de carbone prélevé lentement et piégé depuis longtemps. - L augmentation rapide, d origine humaine de la concentration du dioxyde de carbone dans l atmosphère interfère avec le cycle naturel du carbone. - Brûler un combustible fossile, c est en réalité utiliser une énergie solaire du passé ; ces ressources ne sont pas renouvelables à l échelle humaine Conclusion : - L Homme a besoin de matière et d énergie. - La croissance démographique place l humanité face à un enjeu majeur : trouver et exploiter des ressources (énergie, sol) tout en gérant le patrimoine naturel. II. Nourrir l Humanité. 1. PRODUCTION DE LA MATIERE ORGANIQUE Végétaux chlorophylliens sont autotrophes => produisent de la matière organique (GLUCOSE) grâce à la lumière et à l apport de matière minérale (CO 2 et H 2 O) EQUATION CHIMIQUE DE LA PHOTOSYNTHESE Chlorophylle + CO2 + H2O + lumière MO (+ O2) Photosynthèse entrée de MM (Ci) dans la biosphère => transformation du carbone inorganique (minéral) en carbone organique (MO)
2. Circulation de matière dans un écosystème Atmosphère Biosphère EV chlorophylliens MO (Corganique) EV zoophage CO 2 = C inorganique MO EV phytophage - transfert de matière organique dans la biosphère dans les chaînes alimentaires Productivité primaire = production de MO par les EV chlorophylliens - dans les océans : phytoplancton MO Productivité I aire dépend de latitude car fort ensoleillement Productivité I aire importante proche des côtes (présence d eau riche en SM) - sur les continents : forte productivité I aire localisée zones forestières => pb déforestation 3. DETOURNEMENT DE LA PHOTOSYNTHESE PAR L HOMME - En prélevant de la MO et MM pour son alimentation l homme modifie des équilibres dans les agrosystèmes - l Homme agit sur son environnement car il utilise la photosynthèse à son profit => homme doit rajouter des MM dans le sol engrais un agrosystème = système déséquilibré => contrôle anthropique Bonne agriculture => gestion des sols : réflexion sur l utilisation des engrais
4. Les sols et leur gestion a. Composition d un sol - sol = zone entre la biosphère (ou l atmosphère) et une roche-mère Présence d eau, d air et d êtres vivants. - sols = divers horizons : litière (forêt), sol riche argile et en humus, sol avec débris de roche et argiles b. Formation des sols : - altération de la roche mère libération d éléments minéraux => installation de pionniers (= lichens) arrivée de la biosphère - litière matière organique + décomposeurs humus - formation lente : un sol est lent à se former, il résulte d une longue interaction entre les roches, la biosphère, la présence d eau et la température. c. Dégradation des sols : Dégradation rapide des sols : - agriculture intensive est responsable de la déforestation et de la dégradation des sols - pollution industrielle + comportement non «éco citoyen». => nécessité d une protection et bonne gestion des sols : - Enherbement, terrasses, haies empêche l érosion du sol (rôle des racines). Conclusion : Possibilité d utiliser des énergies renouvelables et des techniques d agriculture adaptées pour combler les besoins en énergie et satisfaire l alimentation de l humanité, tout en protégeant la planète.