La Terre a connu, au moins à trois reprises, des périodes assez froides pour que sa surface se couvre entièrement de glace. Longtemps contestés, ces épisodes dits « Terre boule de neige » (Snowball Earth) sont aujourd'hui attestés par de nombreux indices géologiques et géochimiques même si l’on discute encore le degré d’englacement des océans.
À partir de l’analyse des documents et à l’aide de vos connaissances, présenter les arguments en faveur d’une glaciation majeure au Sturtien d’une part et, d’autre part, des causes possibles à cette glaciation.
Vous organiserez votre réponse selon une démarche de votre choix intégrant des données issues des documents et les connaissances complémentaires nécessaires.
Document 1 : répartition géographique des dépôts glaciaires néoprotérozoïques pendant la période du Sturtien (740 à 650 Ma).
[Carte du monde présentant les sites de dépôts glaciaires]
« Dropstone » dans des sédiments calcaires protérozoïques de la formation de Kingston Peak, Californie, 800 à 600 Ma.
Un « dropstone » ou « bloc de délestage » désigne un bloc isolé de taille variable, abandonné sur les sédiments fins du fond marin ou lacustre lors de la fonte d’un iceberg.
Document 2 : évolution paléogéographique du super continent Rodinia au cours du Tonien (de - 1000 Ma à - 720 Ma).
[Cartes paléogéographiques à 900 Ma et 750 Ma montrant la fragmentation du continent et la présence de provinces basaltiques émergées (trapps) en zone équatoriale]
Document 3 : altération des roches et transfert du CO2.
a) À l’échelle géologique, les transferts atmosphériques du CO2 résultent de nombreux processus et en particulier de l’altération des roches qui correspond aux modifications physico-chimiques de leurs minéraux par les agents atmosphériques. Elle dépend de nombreux facteurs, dont le climat et la nature des roches.
On précise que l’altération des roches basaltiques consomme 8 fois plus de CO2 que l’altération des roches granitiques.
b) Le taux de consommation spécifique de CO2 mesuré dans les fleuves actuels est proportionnel à la consommation de CO2 atmosphérique due à l’altération des roches des régions qu’ils traversent.
| Fleuves / Zones |
Taux de consommation spécifique de CO2 atmosphérique (103 moles/m2/an) |
| Chiang Jiang |
~600 |
| Irrawady |
~1100 (pointe à 2250) |
| Ganga |
~700 |
| Brahmaputra |
~500 |
| Indus |
~150 |
| Mekong |
~850 |
| Amazon |
~180 |
| World Rivers (moyenne mondiale) |
~250 |
En gris : fleuves issus du massif himalayen ; En croisillons : fleuves de "plaine".
Document 4 : taux de CO2 atmosphérique calculé par le modèle GEOCLIM pour les périodes -800 Ma et -750 Ma.
Les simulations visent à évaluer l'effet des changements paléogéographiques précédant la période glaciaire du Sturtien (750 Ma) sur l'évolution des concentrations en dioxyde de carbone atmosphérique. On utilise le modèle climatique GEOCLIM qui associe l'évolution du cycle du carbone, du climat (température, cycle de l'eau) et de la position des continents.
La ligne en tiretés (en bas des graphiques) indique le niveau de CO2 requis pour un état global de glaciation dans le modèle GEOCLIM. Le résultat des simulations avec le modèle GEOCLIM sont donnés pour deux conditions :
- A : simulation qui ne prend pas en compte l’existence des provinces volcaniques ;
- B : simulation qui prend en compte l’existence des provinces volcaniques.
[Graphique montrant les concentrations de CO2 (p.p.m.) à 800 Ma et 750 Ma pour les deux simulations]
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