Histoire-géographie · Terminale · Mers et océans : au cœur de la mondialisation · 3e Trimestre

Le changement climatique et les océans

Les élèves analysent l'impact du réchauffement climatique sur les écosystèmes marins et le niveau des mers.

• Programmes Officiels
• EDNAT.GEO.09
• EDNAT.GEO.10

À propos de ce thème

Le changement climatique modifie profondément les océans, avec des impacts majeurs sur les écosystèmes marins et le niveau des mers. Les élèves étudient l'acidification due à l'absorption du CO2 atmosphérique, qui rend l'eau de mer plus acide et dissout les coquilles de nombreux organismes comme les coraux et les mollusques. Ils analysent aussi la fonte des glaces polaires et l'expansion thermique de l'eau, qui élèvent le niveau marin et menacent les populations côtières et les petits États insulaires.

Ce thème s'inscrit dans l'unité 'Mers et océans : au cœur de la mondialisation' et répond aux attentes des programmes EDNAT.GEO.09 et EDNAT.GEO.10. Les élèves expliquent les mécanismes physico-chimiques, évaluent les conséquences sur la biodiversité et mesurent les risques pour les sociétés humaines, en reliant faits scientifiques et enjeux géopolitiques.

L'apprentissage actif convient particulièrement à ce sujet car il rend concrets des phénomènes globaux et invisibles. Des simulations d'acidification ou des modélisations de montée des eaux permettent aux élèves de manipuler des données réelles, de collaborer sur des cartes interactives et de débattre des solutions, favorisant une compréhension durable et une sensibilisation aux défis actuels.

Questions clés

1. Expliquez les mécanismes de l'acidification des océans et ses conséquences sur la biodiversité.
2. Analysez l'impact de la fonte des glaces sur l'élévation du niveau marin.
3. Évaluez les menaces pour les populations côtières et les petits États insulaires.

Objectifs d'apprentissage

• Expliquer les processus physico-chimiques de l'acidification des océans et ses effets sur les organismes marins calcifiants.
• Analyser la relation entre la fonte des glaces polaires, l'expansion thermique des océans et l'élévation du niveau marin.
• Évaluer les vulnérabilités spécifiques des zones côtières et des petits États insulaires face à la montée des eaux et à l'érosion.
• Comparer les stratégies d'adaptation et d'atténuation mises en œuvre par différentes nations pour faire face au changement climatique marin.

Avant de commencer

Les grands ensembles biogéographiques et la répartition des populations

Pourquoi : Les élèves doivent avoir une compréhension des écosystèmes et de la répartition des espèces pour analyser l'impact sur la biodiversité marine.

Les dynamiques de population et les risques naturels

Pourquoi : Une connaissance des facteurs influençant les populations humaines et des risques naturels est nécessaire pour évaluer les menaces sur les zones côtières.

Les enjeux de la mondialisation et les flux de matières

Pourquoi : Comprendre les flux de CO2 et leur origine anthropique est essentiel pour saisir le mécanisme de l'acidification des océans.

Vocabulaire clé

Acidification des océans	Diminution du pH de l'eau de mer due à l'absorption accrue de dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique, affectant la capacité des organismes à former des coquilles et des squelettes calcaires.
Expansion thermique	Augmentation du volume de l'eau de mer lorsque sa température s'élève, contribuant significativement à l'élévation du niveau des océans.
Calotte glaciaire	Épaisse couche de glace recouvrant une grande partie d'une masse terrestre, comme au Groenland et en Antarctique, dont la fonte contribue à l'élévation du niveau des mers.
Biodiversité marine	Variété des formes de vie présentes dans les écosystèmes marins, qui est menacée par les changements de température, de pH et de niveau des océans.

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Les océans absorbent tout le CO2 sans conséquence.

Ce qu'il faut enseigner à la place

L'absorption de CO2 forme de l'acide carbonique, baissant le pH et affectant la calcification des organismes. Les simulations en laboratoire aident les élèves à visualiser ce processus chimique et à relier cause à effet via des mesures directes.

Idée reçue courante

La montée des mers vient seulement de la fonte des glaces.

Ce qu'il faut enseigner à la place

L'expansion thermique représente près de 50% de l'élévation due au réchauffement de l'eau. Les activités de modélisation avec des ballons gonflés montrent ce mécanisme, clarifiant les contributions multiples lors de discussions collaboratives.

Idée reçue courante

L'acidification n'impacte pas la chaîne alimentaire.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Elle perturbe le plancton, base de la chaîne, affectant poissons et humains. Les débats en petits groupes sur des cas réels comme la Grande Barrière aident à connecter les niveaux trophiques et à corriger cette idée isolée.

Idées d'apprentissage actif

Jeu de simulation: Acidification des océans

Préparez des échantillons d'eau de mer avec du bicarbonate et ajoutez du CO2 gazeux (via vinaigre). Mesurez le pH avant et après avec des bandelettes. Les élèves observent la dissolution de coquilles d'œufs et discutent des effets sur les organismes marins.

30 min·Petits groupes

Cartographie: Élévation du niveau marin

Utilisez des cartes topographiques et des données IPCC pour marquer les zones côtières françaises et insulaires vulnérables. Les élèves calculent les submersion potentielles à +1m et +2m. Partagez en plénière les impacts humains.

45 min·Binômes

Analyse de données: Fonte des glaces

Fournissez des graphiques satellites de la calotte glaciaire. Les élèves tracent les tendances de 1980 à aujourd'hui et corrèlent avec la montée des mers. Discutez des projections futures en groupes.

35 min·Petits groupes

Débat formel: Menaces pour les îles

Divisez la classe en rôles (scientifiques, habitants, décideurs). Préparez des arguments sur les risques et solutions. Chaque groupe présente 3 minutes, puis votez sur les priorités d'action.

50 min·Classe entière

Liens avec le monde réel

• Les scientifiques du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) utilisent des modèles climatiques sophistiqués pour prédire l'évolution du niveau des mers et ses impacts sur des villes comme Venise ou Jakarta, influençant les politiques d'aménagement du territoire.
• Les pêcheurs de récifs coralliens dans le Pacifique Sud, comme à Fidji, observent directement la dégradation des écosystèmes marins due au blanchissement des coraux et à l'acidification, menaçant leur source de revenus et de nourriture.
• Les assureurs spécialisés dans les risques naturels évaluent les coûts croissants liés aux inondations côtières et aux tempêtes plus intenses, affectant les primes d'assurance pour les propriétés situées dans des zones à risque comme la Floride ou le Bangladesh.

Idées d'évaluation

Question de discussion

Proposez aux élèves le scénario suivant : 'Imaginez que vous êtes un représentant d'un petit État insulaire. Présentez à une conférence internationale les menaces spécifiques que le changement climatique fait peser sur votre pays et les mesures urgentes que vous demandez à la communauté internationale de prendre.' Les élèves devront intégrer des données sur la montée des eaux et l'acidification.

Billet de sortie

Demandez aux élèves d'écrire sur un carton : 1) Une conséquence directe de l'acidification des océans sur un organisme marin spécifique. 2) Un facteur contribuant à l'élévation du niveau des mers. 3) Une population humaine particulièrement vulnérable à ces changements.

Vérification rapide

Présentez une carte interactive montrant les projections de montée des eaux pour 2050. Posez des questions ciblées : 'Quelles sont les zones les plus touchées sur cette carte ?', 'Comment la fonte des glaces et l'expansion thermique expliquent-elles ces projections ?', 'Citez une mesure d'adaptation qui pourrait être envisagée pour la ville de Nantes.' Les élèves répondent oralement ou par écrit.

Questions fréquentes

Quels sont les mécanismes de l'acidification des océans?

Le CO2 atmosphérique se dissout dans l'eau de mer, formant de l'acide carbonique qui libère des ions H+, diminuant le pH de 0,1 unité depuis l'ère préindustrielle. Cela réduit la disponibilité des ions carbonate pour les coquilles calcaires. Les coraux blanchissent, le plancton calcifiant diminue, menaçant la biodiversité et la pêche mondiale.

Comment l'apprentissage actif aide-t-il à comprendre le changement climatique et les océans?

Les simulations d'acidification avec du vinaigre et des coquilles rendent tangible l'invisible. La cartographie collaborative de la montée des eaux personnalise les risques pour la France et les îles. Ces approches favorisent l'analyse de données réelles, les débats sur les solutions et une mémorisation active des enjeux globaux.

Quelles sont les conséquences de la fonte des glaces sur le niveau des mers?

La fonte du Groenland et de l'Antarctique libère des milliards de tonnes d'eau douce, contribuant à 20% de l'élévation observée. Avec l'expansion thermique, cela menace 1 milliard de personnes en zones côtières d'ici 2050. Les petits États insulaires comme les Maldives risquent la submersion totale.

Quelles menaces pèsent sur les populations côtières?

Érosion accélérée, inondations fréquentes, salinisation des eaux douces et pertes agricoles affectent 40% de la population mondiale côtière. En France, la Nouvelle-Calédonie et la Guyane sont vulnérables. Les migrations climatiques et les conflits pour les ressources s'intensifient, nécessitant des digues et une planification urbaine adaptative.