activite3
Activité 3 : Rôle de la Biosphère
I- La biosphère peut-elle jouer le rôle de puits ou d'une source vis-à-vis du carbone?
Discussion.
Géranium en pot enfermé dans un sac plastique transparent, soit uniquement la partie aérienne, soit la plante avec son pot (avec ou sans litière)Mesurer les échanges gazeux (CO2 en utilisant une sonde IR sur 10 minutes) en changeant les conditions : lumière ou obscurité (5 minutes à la lumière puis 5 minutes à l'obscurité).Comparer les deux courbes, rechercher une possibilité de séparer le flux PS du flux respiration (évaluer l'intensité de la photosynthèse brute, l'intensité de la respiration puis déduire l'intensité de la photosynthèse nette).
Réalisation de manipulation visant à rechercher les lieux de stockage du carbone dans la biosphère.
Recherche des lieux de stockage de la MO : recherche collective de protocoles et discussion.
Pistes possibles (on citera):
Identification de l'amidon dans les chloroplastes, repérage des cernes de croissance du bois , etc.
Estimation du volume de carbone stocké en 1 an dans un tronc, calcul de la masse de carbone.
Estimation de la masse de carbone stockée sur une parcelle de maïs au cours d'une campagne (voir le dossier ACCES "Ressources" puis "Activités paillasses" puis le stockage dans la biomasse).
Estimation de la masse de carbone stockée au niveau d'un écosystème, d'un continent (voir le dossier ACCES puis "Ressources" puis "Activités paillasses" puis le stockage dans la biomasse).
Notions de puits et de source de carbone.
La biosphère joue-t-elle le rôle d'un puits ou d'une source vis-à-vis du carbone?
Réflexion à conduire autour de la durée de la séquestration du carbone dans une parcelle de maïs, une futaie de chênes, ... une tourbière, ... le cas du charbon ou du pétrole.
Complément d'information sur le dossier ACCES : "Ressources" "Points scientifiques et pédagogiques" "Impact de la biosphère sur le cycle du carbone" "Cycle actuel"
II- La biosphère peut-elle jouer le rôle de puits?
La consultation des banques de données et l'approche globale
Au sein de l'écosystème
Interrogation de la BDD Amériflux (ou à partir du site ACCES sur la "Cycle court" puis "Modélisation" puis "Circulation du carbone entre l'atmosphère et la biosphère" )
Choisir par exemple le premier site (forêt primaire du Brésil).
Choisir Graph of variables times, puis CO2 concentration et une période de 4 j
Copier le graphe (clic droit) et le coller dans la feuille traitement de texte.
Analyser le graphe et conclure.
Demander le même graphe avec le Flux de CO2.
(Attention à la datation anglo-saxonne).
Définir le sens des flux en fonction des 2 compartiments Atmosphère - Biosphère.
Définir le flux lié à la photosynthèse et le flux lié à la respiration.
Approfondissement si le temps le permet : possibilité de recherches libres (mais rapides)
Pistes de recherches possibles :
exemple 1 : Comparaison d'une forêt équatoriale et d'une forêt boréale..
exemple 2 : Comparaison d'une forêt primaire et d'un agrosystème (même latitude, même saison)
Au niveau global
Interrogation de la BDD ou WDCGG ( ou à partir du site ACCES sur la modélisation impliquant la biosphère puis bio_etape1.html)
Interroger diverses stations pour tenter de répondre à une problématique.
Mettre en commun les résultats de plusieurs types de recherches en remplissant un tableau
| Latitude | Variations saisonnières | Augmentation annuelle |
| en ppmv | en ppmv/an | |
| 90°N | ||
| Equateur | ||
| 90°S |
Réflexion : La biosphère laisse une empreinte au niveau planétaire.
Interprétation sur le cycle du Carbone:
Les variations saisonnières s'expliquent par les échanges entre l'atmosphère et les organismes vivants continentaux (plus de continents au Nord) et les variations des paramètres physiques (T°, durée du jours,etc.):
Problèmes :
Globalement, la biosphère joue-t-elle le rôle d'un puits ou d'une source vis-à-vis du carbone? Comment résoudre le problème? ... la modélisation semble le passage obligé!
L'augmentation pluriannuelle du CO2 atmosphérique semble indépendante des organismes vivants. Cette augmentation pourrait être l'empreinte des émissions anthropiques de carbone. Comment le vérifier? ... là aussi la modélisation semble le passage obligé!
III- Passage au modèle en mode simulation (on propose d'exploiter un modèle déjà construit)
Ouvrir le modèle 3compartbio_anthrop_220ans.vmf avec Venread (le visualiseur).
Présentation du modèle : il comporte 2 pages...
Référence à la page cycle court,
Découvrir la notion de modèle à partir de la page 1
Notion de modèle :
Présentation des clés de lecture d'un modèle à compartiments
Sélectionner un élément du modèle puis utiliser le bouton "Doc" pour définir ses caractéristiques; utiliser le bouton "Causes tree" pour découvrir les relations entre les éléments du modèle;
Repérer les flux et définir les mécanismes biologiques, préciser sous quelle forme organique ou minérale se trouve le carbone;
Décrire le cycle du carbone et légender le schéma fourni.
Discussion sur la notion de modèle stable : hypothèse d'équilibre avant la révolution industrielle, pas d'influence des variations de l'énergie solaire.
Tester l'impact des apports anthropiques de CO2 sur l'atmosphère.
Lancer la simulation.
Utiliser le looKup des "apportsAnthrop" pour faire coïncider les concentrations mesurées et calculées.
Comparer le flux mesuré le flux imposé.
Conclure
IV Bilan.
Les apports anthropiques sont un candidat sérieux.
L'ensemble "biosphère et sol" joue le rôle de puits et atténue l'impact des émissions anthropiques.
Le rôle de l'océan n'est pas pris en compte.
|
Équipe INRP de l'académie d'Orléans-Tours. |