Thème 2 énergie et sol

Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol

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.

PLAN :

1- Le soleil : une source d’énergie essentielle

a. L’énergie lumineuse et les végétaux

b. Les combustibles fossiles

c. L’énergie d’origine solaire

 

2- Le sol : un patrimoine durable ?

a. Produire de la biomasse végétale

b. Le sol, une ressource fragile

 

 

De nombreux êtres vivants ont besoin de la lumière du soleil. Ce besoin est vital pour les végétaux : sans lumière, ils dépérissent rapidement. Comment les végétaux produisent-ils de la matière organique ? Quelle est l’importance de la photosynthèse à l’échelle de l’écosystème et de la biosphère ?

1- Le soleil : une ressource d’énergie essentielle

a. L’énergie lumineuse et les végétaux

Activité 1 : Les végétaux et la photosynthèse

A la lumière, les végétaux fabrique des glucides à partir de molécules minérales : c’est la photosynthèse. CO2+H20 + lumière  glucides + 02

Cette réaction s’effectue dans les cellules végétales qui contiennent des organites spécialisés : les chloroplastes, contenant eux même de la chlorophylle. Les végétaux chlorophylliens se trouvent ainsi à la base de tout réseau alimentaire dans les écosystèmes. On les appelle des producteurs primaires. Les autres être vivants sont des producteurs secondaires et dépendent plus ou moins directement des végétaux pour produire leur propre matière.

Les végétaux chlorophylliens produisent chaque année une biomasse considérable par la photosynthèse : on parle de productivité primaire.

b. Les combustibles fossiles

Activité 2 : L’origine d’un combustible fossile : le charbon

L’étude des gisements permet de comprendre l’origine et la formation des combustibles fossiles. La présence de restes organiques d’origine végétale montre qu’ils sont issus de la transformation et la fossilisation de la biomasse au cours des temps géologiques.

Dans les environnements de haute productivité, une subsidence sédimentaire peut favoriser l’enfouissement rapide de la matière organique accumulée, limitant ainsi sa décomposition. La transformation de la matière organique en combustibles fossiles s’effectue très lentement et de façon progressive. Il faut une augmentation de la pression et de la température pour transformer de la matière organique en combustible fossile.

La répartition des gisements de combustibles fossiles montrent que leur formation nécessite des conditions géologiques particulières.

La découverte des gisements dans certaines régions permettent leur exploitations par des méthodes adaptées. Cette exploitation a des implications économiques et environnementales.

Activité 3 : Le cycle du carbone

La combustion de pétrole ou de charbon restitue rapidement à l’atmosphère du CO2 prélevé par photosynthèse et piégé durant des millions d’années dans la roche. La rapide augmentation d’origine humaine de la concentration en C02 dans l’atmosphère modifie le cycle naturel du carbone.

 

c. L’énergie d’origine solaire

Activité 4 : Répartition et exploitation de l’énergie solaire

L’énergie solaire est inégalement répartie à la surface de la planète. Elle est à l’origine des mouvements atmosphériques et des mouvements océaniques.

 Activité 5 : Origine des courants marins et atmosphèriques

Les zones chauffées dégagent une énergie qui réchauffe l'air. Devenu ainsi moins dense, il s'élève créant une zone de basse pression (ex: à l'équateur). Une fois refroidi, l'aire redescend dans des zones plus froides impliquant une haute pression.

Des courants marins naissent également de cette inégale répartition de l'énergie solaire reçue par la Terre. Poussées par les vents, de gigantesques masses d'eau sont mises en mouvement.

L'énergie solaire est donc responsable du cycle de l'eau.

Utiliser l'énergie des vents, des courants marins, des barrages hydroélectriques revient donc à utiliser de manière indirecte l'énergie solaire. Ces ressources énergétiques sont rapidement renouvelables.

 

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