Chapitre 9: La LITHOSPHÈRE 1) a) Qu est-ce que la lithosphère? c est la région de la Terre formée par la croûte terrestre (continentale et océanique) et le manteau. Elle a une épaisseur de 70 à 150 km et comprend tous les éléments du relief (montagnes, plaines, fosses sous-marines, volcans). b) Que renferme-t-elle? La lithosphère renferme plusieurs ressources minérales et énergétiques indispensables à l être humain. A) Le sol... un mystère 1) a) Qu est-ce que le sol? Le sol c est la mince pellicule recouvrant la surface de la lithosphère. b) De quoi est-il fait? Le sol se forme de matériaux d origine minérale (par la désagrégation de la roche mère sous l action du climat) et organique (par la désagrégation des végétaux sous l effet des décomposeurs (bactéries, invertébrés, champignons,) qui se mélangent et se disposent en différentes couches parallèles, les horizons (il y en a 4: O, A, B, C). *2) a) Qu est ce que la capacité tampon du sol? La capacité tampon, appelée aussi pouvoir tampon, c est la capacité des sols à résister aux variations de ph. b) De quoi dépend-elle? L acidité ou la basicité d un sol dépend de sa teneur en dioxyde de carbone (CO2), sels minéraux et matières organiques. c) À quoi cette capacité sert-elle? Un sol neutre (6 < ph < 7) favorise la croissance des plantes alors qu un sol acide verra son activité microbiologique diminuée. *3) a) Qu est ce que l épuisement des sols? L épuisement des sols correspond à une perte des matériaux et des éléments nutritifs des sols ce qui diminue sa fertilité. b) Quels sont les 3 facteurs qui causent l épuisement des sols? 1 ) l érosion par l eau (érosion hydrique). 2 ) l érosion par le vent (érosion éolien). 3 ) la dégradation physique (compactage des sols) et la dégradation chimique. c) Comment les humains causent-ils l épuisement des sols? Plusieurs pratiques agricoles (labourage intensif, broutage excessif, défrichage des haies) et forestières (coupe à blanc, ) ainsi que l urbanisation (étalement urbain) favorisent l épuisement des sols.
*4) a) Qu est ce que la contamination des sols? La contamination des sols est l apport de substances nocives, provenant principalement de l activité humaine, qui modifient l équilibre des sols. b) Quels sont les 3 types de contaminants qui affectent les sols? 1 ) Les contaminants organiques qui comprennent les microorganismes (bactéries, virus, parasites), les matières organiques mortes, les hydrocarbures et les produits organiques persistants (POP) (solvants, pesticides) (les pires). Ils proviennent surtout de l industrie agroalimentaire. 2 ) Les contaminants inorganiques qui comprennent les métaux lourds (Pb, Hg, Zn, Cd, Ni, As) et les acides.ils proviennent surtout des sites d enfouissement de déchets, des sites d extraction de minerais et de pétrole, de l épandage d engrais. ainsi que de la pollution atmosphérique (auto, smog). 3 ) Les contaminants nucléaires proviennent des centrales nucléaires (déchets radioactifs mal entreposés, déversements accidentels) ou d installations militaires (réacteurs de sous-marins, missiles démantelés). Les éléments radioactifs sont facilement absorbés par les végétaux puis se dirigent dans la chaîne alimentaire. B) Le pergélisol... c est quoi? 1) a) Qu est-ce que le pergélisol? Le pergélisol est la partie du sol et du sous-sol qui est gelée en permanence pendant au moins 2 années consécutives. b) Où se situe le pergélisol? Il est présent dans les régions froides: près des pôles et au sommet des hautes montagnes. Il peut être continu (100 % du sol est gelé), étendu (de 50 à 90 %) ou sporadique (moins de 50 %). Son épaisseur peut aller de 30 cm à 1 000 m. c) Qu est ce que le mollisol? Le mollisol ou couche active c est la couche superficielle du pergélisol. Elle dégèle en été. Illustration: (livre Synergie, figure 126 p. 321)
B) Les ressources énergétiques, un atout? 1) Quels sont les ressources énergétiques de la lithosphère? Les ressources énergétiques de la lithosphère sont les énergies fossiles (énergie thermique), les énergies nucléaires (énergie nucléaire) et la géothermie (issue des profondeurs de la Terre. 2) a) Pour les énergies fossiles, quels sont les principaux combustibles? Les principaux combustibles fossiles sont le pétrole, le gaz naturel et le charbon. b) De quoi sont-ils faits? Les 3 sont des composés riches en carbone (C). Le pétrole et le gaz naturel sont formés pendant des millions d années par la fossilisation de divers organismes et ils sont extraits par forage. Le charbon provient de la fossilisation des végétaux seulement et est extrait de mines souterraines ou à ciel ouvert. Ce sont des énergies non renouvelables. c) À quoi servent-ils? La chaleur produite par leur combustion peut servir directement: chauffer, actionner des moteurs, produire de l électricité. Ils assurent plus de 80 % des besoins énergétiques mondiaux dont 40 % par le pétrole. Le charbon est à la base de la production de 40 % de l électricité. d) Quels sont leurs principaux inconvénients? L exploitation, le transport et la combustion des énergies fossiles sont une source majeure de pollution de l environnement et de gaz à effet de serre. 3) a) Pour les énergies nucléaires, quels sont les principaux combustibles? L uranium (U) et le plutonium (Pu) sont les principaux combustibles nucléaires. b) D où proviennet-ils? Ils sont extraits de minéraux radioactifs tels que la pechblende (UO2). Le Canada (roches du Bouclier canadien) est un des principaux fournisseurs d uranium au niveau mondial. c) À quoi servent-ils? On s en sert dans les centrales nucléaires où par la fission nucléaire, on produit de l énergie thermique qui est transformée en énergie électrique. d) Quels sont leurs principaux inconvénients? Il n y a pas d émission de gaz à effet de serre (GES) mais il y a production de déchets radioactifs très dangereux qui demeurent radioactifs pendant des dizaines de milliers d années. L entreposage sécuritaire de ces déchets radioactifs est un défi majeur pour les pays qui utilisent cette ressource énergétique.
4) a) Qu est-ce que la géothermie? La géothermie est l énergie issue de la chaleur interne de la Terre. La température du sous-sol terrestre augmente avec la profondeur (environ + 3 C par 100 m) et l eau qui s y trouve est plus chaude. b) À quoi sert-elle? 1 ) On peut produire de l électricité avec les vapeurs d eau chaude pressurisée (régions volcaniques (Islande) ou région à la frontière avec les plaques tectoniques (Californie). 2 ) On peut climatiser les édifices par la géothermie à basse énergie qui se sert de la différence entre la température de l air et celle du sol. L hiver la température de l air est plus basse alors cela sert à chauffer et l été comme elle est plus haute, on refroidit l édifice. Illustration: (livre Synergie, figure 134 p. 325) Exercices d application 1) David achète à la pépinière une hydrangée. Il veut aussi se procurer un sachet de sol qui servira à planter l arbuste dans son jardin. Sachant que David habite près d une autoroute et que les pluies qui tombent dans sa région sont plus acides que la normale, quel type de sol devrait-il choisir? Il devra utiliser un sol foncé, riche en matières organiques avec une bonne capacité tampon afin de neutraliser le surplus d acide dû aux pluies. 2) Dans l Arctique canadien, des maisons s enfoncent dans le sol et les pistes d atterrissage se fissurent. Pourquoi? À cause du réchauffement climatique, les couches superficielles du pergélisol dégèlent et cela menace la stabilité des constructions qui s appuie sur ces couches.
3) Naomie, qui habite le village de Kuujjuaq, dans le nord du Québec, veut construire une maison sur pilotis. a) Sachant que l épaisseur du mollisol dans sa région est de 1,50 m, quelle longueur devraient avoir les pilotis? Pourquoi? Naomie devra creuser à une profondeur de plus de 1,50 m afin de rejoindre la couche du pergélisol qui est toujours gelée. Cela donnera un appui plus solide aux pilotis. b) À long terme, la stabilité de la maison de Naomie sera-t-elle assurée? La stabilité n est pas assurée car à cause du réchauffement climatique la couche du mollisol augmente sans cesse et le dégel pourrait finir par atteindre l endroit sur lequel les pilotis s appuie. 4 ) Quels sont les trois combustibles qui viennent directement de la lithosphère? Ce sont les 3 combustibles fossiles: le pétrole, le gaz naturel et le charbon. 5) Quelle est la forme d énergie décrite par les énoncés suivants? a) Elle provient de la fission d un atome. Énergie nucléaire b) Elle est issue de la décomposition des végétaux et des animaux préhistoriques. Énergie fossile c) Elle est issue de la chaleur interne de la Terre. Énergie géothermique. d) C est cette forme d énergie qui émet le plus de gaz à effet de serre. Énergie fossile e) Elle laisse des déchets radioactifs. Énergie nucléaire f) Elle risque de s épuiser d ici quelques décennies. Énergie fossile 6 ) Les énergies fossiles proviennent de la décomposition naturelle de végétaux et d animaux. Pourquoi les considère-t-on comme des énergies non renouvelables? Tout simplement parce que cette décomposition se fait sur des millions d années. Ce qu on utilise aujourd hui ne pourra pas être remplacée avant des millions d années.