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Le soleil, le sol et l’eau - Exercices - Sciences de la Vie et de la Terre (SVT) Classe de seconde

Le soleil, le sol et l’eau - Exercices - Sciences de la Vie et de la Terre (SVT) Classe de seconde





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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.

Le soleil : une source d’énergie essentielle

Connaissances:
  • La lumière solaire permet, dans les parties chlorophylliennes des végétaux, la synthèse de matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et de dioxyde de carbone.
  • Ce processus permet, à l’échelle de la planète, l’entrée de matière minérale et d’énergie dans la biosphère.
  • Objectifs et mots clés. Photosynthèse, productivité primaire, biomasse.
  • (Collège. Première approche de la nutrition des végétaux ; réseau alimentaire.)
  • [Limites. Aucun mécanisme cellulaire ou moléculaire n’est attendu.]
  • La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montre qu’ils sont issus d’une biomasse.
  • Dans des environnements de haute productivité, une faible proportion de la matière organique échappe à l’action des décomposeurs puis se transforme en combustible fossile au cours de son enfouissement.
  • La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.
  • La connaissance de ces mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées. Cette exploitation a des implications économiques et environnementales.
  • Objectifs et mots clés. On étudie un exemple (qui peut être un pétrole, un charbon, etc.) choisi en fonction de sa proximité ou de son intérêt ; gisement, réserve, ressource, subsidence.
  • (Collège. Décomposeur, roche sédimentaire, paléoenvironnement.)
  • [Limites. L’explication de la répartition des ressources à l’échelle globale n’est pas au programme de la classe de seconde mais sera reprise ultérieurement. On signalera l’inégale répartition et on annoncera l’étude future de cet aspect.]
  • Convergences. Géographie.
  • L’utilisation de combustible fossile restitue rapidement à l’atmosphère du dioxyde de carbone prélevé lentement et piégé depuis longtemps. Brûler un combustible fossile, c’est en réalité utiliser une énergie solaire du passé.
  • L’augmentation rapide, d’origine humaine de la concentration du dioxyde de carbone dans l’atmosphère interfère avec le cycle naturel du carbone.
  • [Limites. Les conséquences climatiques de la variation du dioxyde de carbone atmosphérique ne seront qu’évoquées en seconde et seront étudiées ultérieurement.]
Capacités et attitudes:
  • Établir, à l’aide d’arguments expérimentaux, les grands éléments de bilan de la photosynthèse.
  • Recenser, extraire et organiser des informations pour prendre conscience de l’importance planétaire de la photosynthèse.
  • Repérer dans la composition et les conditions de gisement les indices d’une origine biologique d’un exemple de combustible fossile.
  • Manipuler, modéliser, extraire et exploiter des informations, si possible sur le terrain et/ou modéliser pour comprendre les caractéristiques d’un gisement de combustible fossile (structure, formation, découverte, exploitation).
  • Manipuler, modéliser, extraire et exploiter des informations pour repérer dans une archive géologique simple les indices d’une variation d’origine humaine de la teneur en dioxyde de carbone atmosphérique.
  • Représenter un cycle du carbone simplifié mais quantifié pour comprendre en quoi l’utilisation des combustibles fossiles constitue un enjeu planétaire.
  • Expérimenter, modéliser, extraire et exploiter des informations (documents météorologiques et/ou images satellitales et/ou documents océanographiques, etc.) et les mettre en relation pour comprendre l’effet de l’énergie solaire sur un exemple de circulation (atmosphérique ou hydrosphérique).
  • Construire une argumentation (de nature manipulatoire et/ou documentaire) pour montrer l’inégale répartition de la quantité d’énergie solaire reçue selon la latitude, et ses conséquences.

Le sol : un patrimoine durable ?

Connaissances:
  • Pour satisfaire les besoins alimentaires de l’humanité, l’Homme utilise à son profit la photosynthèse.
  • L’agriculture a besoin pour cela de sols cultivables et d’eau : deux ressources très inégalement réparties à la surface de la planète, fragiles et disponibles en quantités limitées. Elle entre en concurrence avec la biodiversité naturelle.
  • La biomasse végétale produite par l’agriculture est une source de nourriture mais aussi une source de combustibles ou d’agrocarburants. Ces deux productions entrent en concurrence.
  • [Limites. Aucune étude de pratique agricole n’est attendue.]
  • Convergences. Géographie.
  • Un sol résulte d’une longue interaction entre les roches et la biosphère, conditionnée par la présence d’eau et la température. Le sol est lent à se former, inégalement réparti à la surface de la planète, facilement dégradé et souvent détourné de sa fonction biologique. Sa gestion est un enjeu majeur pour l’humanité.
  • Objectifs et mots clés. On étudie un exemple, dans l’objectif de comprendre ce qu’est un sol et qu’il résulte d’une lente formation ; altération, hydrolyse, roche mère, humus, horizon.
  • [Limites. Les différents types de sol ; les différents types d’horizons ; tout vocabulaire de pédologie autre que les quelques termes cités ; les mécanismes de formation du sol au-delà de la simple existence d’une altération et d’une interaction avec la biosphère.]
Capacités et attitudes:
  • Modéliser, recenser, extraire et organiser des informations de façon à:
    • comparer la part de production de biomasse utilisée par l’homme et le total de cette production ;
    • établir l’inégale répartition de ces deux ressources.
  • Comprendre la responsabilité humaine en matière d’environnement.
  • Comprendre les éléments d’un débat. Manifester un intérêt pour la vie publique et les grands enjeux de la société à l’échelle planétaire.
  • Modéliser, recenser, extraire et organiser des informations afin de comprendre comment l’homme intervient sur les flux naturels de biomasse et les détourne partiellement à son profit.
  • Manipuler, recenser, extraire et organiser des informations, si possible sur le terrain, pour :
    • comprendre la formation d’un exemple de sol ;
    • relier végétation, climat, nature de la roche mère et nature d’un exemple de sol.
  • Comprendre la responsabilité humaine en matière d’environnement.

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