Composition de l'air et gaz à effet de serre
En été, une voiture garée au soleil devient une fournaise : la chaleur du Soleil entre par les vitres, mais ressort difficilement. Notre planète fonctionne un peu pareil, grâce à son atmosphère. De quoi est faite cette couche d'air ? Et pourquoi dit-on que l'air de la Terre « se réchauffe » ?
De quoi l'air est-il fait ?
L'air qui nous entoure est invisible, mais il n'est pas « vide » : c'est un mélange de gaz. Si on le sépare, on trouve surtout deux gaz.
Le dioxygène est le gaz que nous utilisons pour respirer. Le diazote, lui, est le plus abondant, mais notre corps ne l'utilise pas. Ces pourcentages sont des proportions en volume : dans 100 L d'air, il y a environ 21 L de dioxygène.
Donner la composition approximative de l'air sec en pourcentage de dioxygène, de diazote et d'autres gaz, parmi : 1 %, 21 %, 78 %.
Donner la composition approximative de l'air sec en pourcentage de dioxygène, de diazote et d'autres gaz, parmi : 1 %, 21 %, 78 %.
Dans une salle de classe de 60 m³, l'air contient 21 % de dioxygène. a) Calculer le volume de dioxygène dans la salle. b) Calculer le volume de diazote sachant qu'il…
Dans une salle de classe de 60 m³, l'air contient 21 % de dioxygène.
- a) Calculer le volume de dioxygène dans la salle.
- b) Calculer le volume de diazote sachant qu'il représente 78 % de l'air.
- c) Indiquer le pourcentage restant et citer un gaz qui en fait partie.
L'effet de serre naturel
Le Soleil envoie de la lumière vers la Terre. Le sol l'absorbe et se réchauffe, puis il renvoie de la chaleur vers l'espace. Certains gaz de l'atmosphère retiennent une partie de cette chaleur et la renvoient en partie vers le sol : ce sont les gaz à effet de serre.
Les principaux gaz à effet de serre sont :
-
le dioxyde de carbone (CO₂) ;
-
le méthane (CH₄) ;
-
la vapeur d'eau.
Cet effet de serre est naturel et utile. Sans lui, la température moyenne à la surface de la Terre serait d'environ −18 °C : l'eau serait presque partout gelée. Avec lui, elle est d'environ 15 °C, ce qui permet la présence d'eau liquide et donc de la vie.
Expliquer en une ou deux phrases ce qu'est l'effet de serre naturel et pourquoi il est utile à la vie sur Terre.
Expliquer en une ou deux phrases ce qu'est l'effet de serre naturel et pourquoi il est utile à la vie sur Terre.
La température moyenne à la surface de la Terre est d'environ 15 °C avec l'effet de serre naturel. Sans lui, elle serait d'environ −18 °C. a) Calculer l'écart de…
La température moyenne à la surface de la Terre est d'environ 15 °C avec l'effet de serre naturel. Sans lui, elle serait d'environ −18 °C.
- a) Calculer l'écart de température dû à l'effet de serre naturel.
- b) Indiquer si l'eau liquide pourrait exister en grande quantité à −18 °C.
- c) Expliquer en quoi l'augmentation des gaz à effet de serre d'origine humaine modifie cet équilibre.
Les activités humaines ajoutent des gaz à effet de serre
Depuis environ 1750 (début de l'ère industrielle), les humains brûlent de grandes quantités de charbon, de pétrole et de gaz naturel. Cette combustion rejette du CO₂. D'autres activités émettent des gaz à effet de serre :
| Gaz | Exemples d'activités humaines |
|---|---|
| Dioxyde de carbone (CO₂) | voitures et avions, chauffage au gaz ou au fioul, centrales au charbon, déforestation |
| Méthane (CH₄) | élevage de bovins, rizières, décharges |
Les mesures le montrent : la concentration en CO₂ est passée d'environ 280 ppm vers 1750 à plus de 420 ppm aujourd'hui. Le ppm (partie par million) signifie « 1 millionième » : 420 ppm, c'est 420 molécules de CO₂ pour 1 million de molécules d'air.
Plus il y a de gaz à effet de serre, plus de chaleur est retenue : l'effet de serre est renforcé. La température moyenne de la Terre augmente d'environ 1,1 °C depuis 1750 : c'est le réchauffement climatique récent.
Citer deux gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère et indiquer pour chacun une activité humaine qui en émet.
Citer deux gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère et indiquer pour chacun une activité humaine qui en émet.
Concentration moyenne en dioxyde de carbone dans l'atmosphère (en ppm, parties par million) : 1960 : 317 ppm 1980 : 339 ppm 2000 : 369 ppm 2020 : 413 ppm a) Calculer…
Concentration moyenne en dioxyde de carbone dans l'atmosphère (en ppm, parties par million) :
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1960 : 317 ppm
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1980 : 339 ppm
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2000 : 369 ppm
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2020 : 413 ppm
- a) Calculer l'augmentation entre 1960 et 2020.
- b) Calculer l'augmentation moyenne par décennie.
- c) Indiquer le lien entre cette évolution et la combustion du charbon, du pétrole et du gaz.
Un document indique : « La concentration en CO₂ a augmenté de 280 ppm vers 1750 à 420 ppm aujourd'hui. Sur la même période, la température moyenne a augmenté d'environ…
Un document indique : « La concentration en CO₂ a augmenté de 280 ppm vers 1750 à 420 ppm aujourd'hui. Sur la même période, la température moyenne a augmenté d'environ 1,1 °C. »
- a) Calculer l'augmentation relative de la concentration en CO₂ (en pourcentage).
- b) Expliquer pourquoi une simultanéité de deux évolutions ne suffit pas à prouver une cause, et citer un autre type de donnée qui renforce l'argument.
- c) Rédiger un court paragraphe argumenté reliant activités humaines et réchauffement.
Ne pas tout mélanger
On entend souvent des raccourcis. Voici deux confusions fréquentes.
La couche d'ozone n'est pas la cause du réchauffement. La couche d'ozone, située haut dans l'atmosphère, filtre une partie des rayons ultraviolets du Soleil, dangereux pour les êtres vivants. Son « trou » (au-dessus des pôles) augmente la quantité d'ultraviolets qui arrivent au sol. Il est dû à d'autres gaz (les CFC des anciens aérosols et réfrigérateurs), pas au CO₂. Le réchauffement vient, lui, du renforcement de l'effet de serre.
Effet de serre ≠ pollution. L'effet de serre naturel est utile. C'est son augmentation par les activités humaines qui pose problème.
Chacun peut agir à son échelle. Par exemple, un aller-retour Paris-Marseille émet environ 160 kg de CO₂ en voiture et environ 4 kg en train.
Pour limiter le réchauffement, on parle d'atténuation (réduire les émissions de gaz à effet de serre : prendre le train, isoler les logements, utiliser des énergies renouvelables) et d'adaptation (s'ajuster aux conséquences : planter des arbres en ville pour avoir de l'ombre, adapter les cultures à la chaleur).
Retour au début : la voiture au soleil garde la chaleur comme l'atmosphère, et plus il y a de gaz à effet de serre, plus la « vitre » est épaisse.
Un élève affirme : « Le trou dans la couche d'ozone provoque le réchauffement climatique. » a) Rappeler le rôle de la couche d'ozone. b) Expliquer pourquoi l'élève…
Un élève affirme : « Le trou dans la couche d'ozone provoque le réchauffement climatique. »
- a) Rappeler le rôle de la couche d'ozone.
- b) Expliquer pourquoi l'élève confond deux phénomènes distincts.
- c) Reformuler correctement l'origine du réchauffement climatique récent.
Les émissions de CO₂ d'un foyer français sont de 9 tonnes par an. Un voyage aller-retour Paris-Marseille en voiture émet environ 160 kg de CO₂, et le même trajet en…
Les émissions de CO₂ d'un foyer français sont de 9 tonnes par an. Un voyage aller-retour Paris-Marseille en voiture émet environ 160 kg de CO₂, et le même trajet en train environ 4 kg.
- a) Calculer la part des émissions annuelles du foyer représentée par le trajet en voiture (en pourcentage, arrondi à 0,1).
- b) Calculer le rapport entre les émissions de la voiture et celles du train.
- c) Discuter l'intérêt de ce choix comme action d'atténuation et en citer une autre.