Version du 24 avril 2020 à 12:14

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Mers et Océans : les effets du CO2

Nous parlons beaucoup des effets de l'activité humaine sur les mers et les océans. T'es-tu déjà demandé ce qui tuait les coraux ? Comment nos émissions de CO2 impactaient la vie sous-marine ? Le CO2 est un gaz, quel rapport avec les océans ? Découvre les mécanismes à l’œuvre avec une expérience simple ! Matériel nécessaire : du choux rouge, un couteau, un saladier, une passoire, plusieurs pots en verre ou en plastique transparent, des petites cuillères, du bicarbonate, du vinaigre blanc, une boisson gazeuse, de la lessive en poudre, du citron, une bouteille vide, un ballon de baudruche, un entonnoir, un œuf, un bocal en verre IMPORTANT : LIRE L'ONGLET PEDAGOGIE AVANT L'ONGLET EXPERIENCE !

12 max 2 heures De 6 à 99 ans

Déroulé

Avant de commencer et si tu le souhaites, tu peux te munir de ton "cahier d'expérience" pour raconter tes découvertes et dessiner les expériences.

Nous t’invitons à prendre en photo le résultat de ton expérience (celle de ton choix) et à demander à un adulte de la poster sur sur les réseaux sociaux avec le #sciencesenpyjama, en décrivant le résultat de l’expérience.

Activité 1 : Qu'est-ce que le CO₂ ?

Faisons une petite expérience :

Dans un verre, mets une cuillère de bicarbonate, et ajoute ensuite du vinaigre blanc (recouvre le bica mais n'en mets pas trop !)

Qu'observes-tu ? Ça mousse, la réaction produit du gaz.

Capture ce gaz grâce à l'expérience du ballon qui gonfle sans souffler !
Ferme bien ce ballon et garde-le, il te servira dans l'activité 2.

Activité 2 : Teste l'acidité du CO₂

Réalise l'expérience du liquide qui change de couleur !

Teste l'acidité de ce que tu as chez toi (lessive, jus de citron, vinaigre, ... !) et note sur ton carnet : ce qui est acide deviens plutôt de quelle couleur ? Et ce qui est basique ?

Puis prends un échantillon de jus de chou rouge, et avec une paille, souffle dans le liquide (pendant environ 1 minute). Ne t'essouffle pas, tu peux t'y reprendre à plusieurs reprises, fais attention à l'hyperventilation ;) !

De quelle couleur est devenu ton échantillon ? Quel gaz penses-tu avoir produit quand tu as soufflé ? Le ranges-tu plutôt du côté acide ou basique ?

Tu peux également prendre le ballon gonflé au CO₂ de l'activité 1 et le dégonfler dans le jus de chou rouge, la couleur devrait apparaître plus nette, en fonction de la quantité de gaz que tu as accumulé durant l'expérience précédente !

Activité 3 : L'effet de l'acidité sur les organismes vivants

Pour cette expérience, tu peux prendre la coquille d'un œuf, de la craie, ou directement un coquillage. Essaie l'expérience de Ramollir un oeuf

Mets ton objet dans un récipient étroit et noie-le de vinaigre blanc.

Il te faudra peut-être attendre un moment avant de voir les effets : pourquoi ne pas le laisser toute une nuit ?!

Qu'observes-tu ?

Ton objet s'est dissout dans le vinaigre, ou ramolli.

Pour les espèces marines, c'est pareil : une augmentation de l'acidité des océans peut avoir cet effet à long terme sur les crustacés, les coraux, les planctons et bien d'autres espèces !

Usage dans la vie quotidienne

Connais-tu un produit ménager très efficace pour contre le calcaire ? … Le vinaigre ! Ce produit, très utilisé pour faire le ménage dans la salle de bain ou encore nettoyer la bouilloire, est acide (son pH peut être de 2,15). Attention cependant car le vinaigre ne dégraisse pas (ce n’est pas un tensio-actif, pour en savoir plus tu peux aller voir le parcours Une histoire de Savon). En revanche il désinfecte, enlève les traces de calcaire et peut être utilisé comme assouplissant du linge. (source)

Qu’est-ce que le calcaire ? Le calcaire est une sorte de roche, constituée en partie de calcium et de magnésium. Elle a souvent une couleur blanche. D’ailleurs, la craie est une sorte de calcaire. On en trouve dans l’eau potable et c’est pour cela que l’on peut trouver des dépôts de calcaire dans notre bouilloire ou notre douche ! Les produits acides attaquent le calcaire et peuvent le dissoudre. (source wikipédia)

Sur la plage abandonnée, coquillages et crustacés… Voici une célèbre chanson que tu peux écouter : La madrague de Brigitte Bardot

Et pour les plus jeunes, la version reprise par Angèle

Les coquillages sont des mollusques marins dont le corps est enveloppé dans une coquille. On peut les trouver sur la plage, à marée basse. La coquille est en fait un squelette extérieur et est composé de calcium. Elle est donc sensible à l’acidité. (source)

Et le corail ? C'est un animal appelé polype, qui dans le cas des coraux "durs", va construire un squelette calcaire (carbonate de calcium) en utilisant notamment le CO₂ dissout dans l'eau de mer. Ils vivent dans les eaux chaudes et constituent un habitat pour de nombreuses autres espèces sous-marines. Certaines espèces vivent en symbiose (= association étroite gagnant-gagnant) avec une algue microscopique, et cela va leur apporter les nutriments nécessaires pour vivre grâce à la photosynthèse. (Source MNHN)

Image : coupe d'un corail, license

Les coquilles des mollusques et les coraux, composés de calcaire, sont donc sensibles à l’acidité. L’acidification des océans a donc un impact sur ces espèces car ce phénomène fragilise leur squelette. On a par exemple constaté un ralentissement de la croissance des huîtres ou des moules, ce qui affecte aussi les élevages. Dans certaines régions du globe, l'eau de mer est devenue corrosive pour de petits organismes calcifiés du plancton, comme les ptéropodes, qui représentent la base des chaînes alimentaires. L'acidification des océans a entraîné une diminution du pH de l'eau de mer, qui est en moyenne 30 % plus acide (ou moins basique) aujourd'hui que dans les années 1800.

Pour en savoir plus, tu peux visionner la vidéo de L’Esprit Sorcier sur les mers et les océans (34 minutes).

La biodiversité marine est gigantesque, tu peux explorer les fonds marins en visionnant les images de l’exposition Océan, une plongée insolite présentée au Muséum National d’Histoire Naturelle en 2019.

Dessine l'animal ou l'élément marin que tu as préféré dans tout ce que tu as vu ou lu dans ce parcours ! Tu peux le mettre dans ton "cahier d'expérience" et si tu le veux bien, le partager avec l'aide de tes parents sur les réseaux sociaux avec le #sciencesenpyjama.

Histoire des sciences

L’Homme s’intéresse aux mers et océans depuis déjà des millénaires, mais seulement comme un moyen de communication ou d’exploitation de ses ressources, que ce soit pour le commerce, l’exploration de la planète ou se nourrir. Pythéas le Marseillais est le premier scientifique connu à “naviguer sur les flots”. Il embarque à Massalia (ville actuelle de Marseille) quatre siècles avant notre ère, entre dans l’Atlantique et décrit les côtes de l’Europe avec des données chiffrées. Il découvre le phénomènes des marées et est le premier à établir un lien avec les cycles lunaires et solaires. La seconde moitié du 18e siècle est la période la plus connue et la plus prolifique en explorations maritimes fréquemment accompagnées de scientifiques. Cependant, ces scientifiques sont des géographes, des astronomes ou des biologistes qui s’intéressent essentiellement aux espèces terrestres.

Ce n’est qu’à partir de la moitié du 19e siècle que les mers et océans deviennent un sujet d’études à part entière et donc une science : l’océanographie. Cette science commence à se développer entre le 19e siècle et la deuxième guerre mondiale (1939-1945), de véritables laboratoires prennent place sur des navires consacrés à l'exploration et l'étude des fonds marins, des masses d'eau qui les surmontent et des organismes qui peuplent l'océan*.

*Si tu veux en savoir plus tu peux lire la Brève histoire illustrée de l’océanographie d’André Toulmond, professeur émérite de l’Université Pierre et Marie Curie et ancien directeur de la Station Biologique de Roscoff.

Aujourd’hui, l’océanographie est une science interdisciplinaire regroupant la biologie, la géologie, la météorologie et la physique. Les océanographes étudient notamment la biodiversité marine et la climatologie. Depuis le début de l’ère industrielle au 19e siècle, ces scientifiques constatent un impact humain très fort sur les fonds marins et estiment que d’ici 2100, avec la poursuite des activités humaines produisant du CO₂ en grande quantité, le pH de l’eau de mer diminuerait de 0,3 unité, selon un rapport du GIEC* en 2019, soit plus d’un doublement de son acidité par rapport à 1850.

*GIEC : Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'évolution du Climat, source : B2.3.

Nous faisons tous les jours l'Histoire, et le confinement que nous vivons restera dans les annales ! Depuis le début de cette période, certains organismes (association, ONG et cabinet de conseil) ont constaté une forte baisse des rejets de CO₂ dans l'air grâce au grand ralentissement des trafics routier et aérien, et de l'indrustrie :

AirParif constate une amélioration de la qualité de l'air de 20 à 30% dans la région parisienne
L'ONG Carbon Brief estime une baisse de 4% d'émissions du CO₂ au niveau mondial pour cette année.

Quelques articles d'informations sur Le Monde et France Inter.

Ce n'est pas complètement gagné, mais une baisse si drastique en peu de temps c'est plutôt réjouissant : allez, tou.te.s à nos vélos ! :)

Lien avec d’autres parcours

Si tu veux réaliser un autre parcours sur les gaz, tu peux réalisé Bica-vinaigre, une histoire de gaz

Objectifs

Comprendre ce qu'est le CO₂ et qu'il est acide. En se diluant dans les océans, il acidifie ceux-ci. Comprendre que les espèces sous-marines sont très sensibles à cette acidité : l'exemple le plus flagrant sont les coraux ! Mais également les planctons, qui sont presque invisibles, et pourtant un maillon essentiel de la chaîne alimentaire sous-marine !

Expériences

Liquide qui change de couleur

La couleur du jus de chou rouge est bleue-violette... Pourras-tu la faire devenir rose, verte, jaune ou encore bleu ciel ? Pourquoi la couleur change t-elle ?

Facile
Chimie , Science de la vie , Optique
10 minute(s)

Gonfler un ballon sans souffler

Gonfler un ballon sans souffler dedans, c'est possible ? Découvre la magie de la chimie et créé du gaz !

Facile
Chimie
10 minute(s)

Oeuf qui ramollit

Peut-on ramollir la coquille d'un œuf, voire même la dissoudre entièrement ?

Facile
Chimie
4 hour(s)

Concurrents ou associés dans le milieu marin

Dans un même lieu de vie, toutes les espèces sont liées entre elles. Ces liens sont de différentes natures (prédation, compétition, coopération…) et ils sont plus ou moins vitaux. La biodiversité, tissu vivant de la planète, est constituée de toutes les espèces et des différentes relations qui les unissent. Comment les espèces sont-elles liées ? Que se passe-t-il si certaines d'entre elles sont fragilisées ou disparaissent ?

Facile
Science de la vie
30 minute(s)