La fonte de la banquise, des icebergs et des glaciers fait-elle vraiment monter le niveau des océans ?
Difficulté
Facile
Durée
20 minute(s)
Disciplines scientifiques
Science de la terre, Physique
Introduction
Avec le réchauffement climatique, la fonte des glaces s'accélère partout sur la planète. Ce phénomène participe à la montée du niveau des mers et des océans. Mais l'on sait rarement quels types de glaces contribuent à faire monter le niveau des océans. Banquises, glaciers, icebergs ? Quelles sont les différences ? Cette expérience simple permet de mieux comprendre qui est qui, et qui fait quoi en fondant.
Étape 1 -
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Le premier pot qui contient les deux glaçons ne déborde pas, alors que le deuxième déborde.
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Les deux pots doivent être bien remplis à ras-bord. Bien faire attention à ne pas faire bouger la table ou les pots en cours d'expérience, ce qui pourrait faire déborder les pots sans que cela soit lié aux glaçons, et fausser l'interprétation.
Explications
Dans le premier pot, au départ, c'est l'ensemble glaçons et eau qui place le niveau à ras bord. Or, en vertu du principe d'Archimède, le niveau de l'eau n’augmente pas lorsque la glace fond.
Dans le deuxième verre, l'eau est déjà à ras bord et les glaçons qui fondent dans l’entonnoir rajoutent de l'eau qui vient s'ajouter à l'eau déjà présente dans le verre, ce qui le fait déborder.
Plus d'explications
La quantité d’eau contenue sous forme liquide et solide (eau + glaçons) dans le premier pot ne change pas. Les glaçons, en fondant, ne font pas augmenter le volume d’eau contenu dans le pot, car la glace occupe un peu moins de place une fois liquide : le volume de glaçon qui était hors de l’eau a disparu. Dans le second pot, les gouttes d’eau qui s’écoulent des glaçons placés dans l’entonnoir ajoutent un volume d’eau supplémentaire au pot déjà plein à ras bord, il déborde donc très rapidement.
Applications : dans la vie de tous les jours
La banquise est une étendue de mer gelée, elle se forme lorsque la surface de la mer gèle durant l'hiver polaire. Lorsque le temps se réchauffe, la banquise fond (en partie), mais cette fonte ne produit pas de hausse du niveau de l'eau car, comme dans le premier pot de l'expérience, la banquise est déjà dans l'eau. C’est le même phénomène que l’on peut observer lorsqu’on met des glaçons dans un verre que l’on rempli ensuite à ras bord. Le verre ne déborde pas, même quand tous les glaçons ont fondu.
L’eau douce qui s'accumule sur les continents quand il neige finit par geler en formant des glaciers. Les icebergs sont des morceaux de glaciers qui se sont détachés sous l'effet du vent ou du réchauffement, et sont tombés dans la mer. Au moment où ils tombent, ils ajoutent un volume d'eau gelée dans la mer et font donc monter son niveau.
C'est la fonte des glaciers, situés hors de l’eau, principalement au pôle sud (Antarctique), qui provoque une augmentation du niveau de la mer. Car comme dans le second pot de l'expérience, c'est la fonte de la glace qui n’était pas déjà présente dans la mer qui rajoute de l'eau à la mer. Ce phénomène entraîne une montée du niveau de la mer, provoquée à la fois par l'arrivée d’eau liquide issue de la fonte des glaciers et par la chute d'icebergs dans la mer.
La montée du niveau des océans observée actuellement est due en partie à la fonte des glaces mais aussi à la dilatation de l'eau. En effet lorsque l’eau se réchauffe (sous l’effet du réchauffement climatique notamment) elle occupe un volume plus important.
Le GIEC (Groupe Intergouvernemental d'Experts sur le Climat) estime que le niveau des océans a augmenté en moyenne de 19 centimètres entre 1901 et 2010, et qu'il pourrait encore s'élever de 26 à 82 cm supplémentaires entre les années 2000 et 2100.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Démontrer que c’est la fonte des glaciers et la formation des icebergs qui participe à la montée du niveau des océans, et non la fonte de la banquise et des icebergs déjà présents dans la mer
- Faire le lien avec le réchauffement climatique, ses origines et ses conséquences, et souligner que la montée du niveau des océans est due à la fois à la fonte des glaciers et à la dilatation causée par le réchauffement des eaux.
Pistes pour animer l'expérience
Il est intéressant de proposer cette expérience dans le cadre d’une animation sur le climat et le réchauffement climatique ou sur les pôles.
De très nombreuses personnes ne connaissent pas la différence entre banquise, icebergs et glaciers, et beaucoup pensent que la fonte de la banquise provoque une montée du niveau des océans. Cette expérience permet de démonter cette idée reçue, et de mieux comprendre quels types de glaces participent à la montée du niveau des océans lorsqu’elles fondent sous l’effet du réchauffement.
L’animateur pourra introduire l’expérience avec un recueil d’idées sur les causes de la montée des océans (l’idée reçue sur la fonte de la banquise sera probablement formulée). Après l’expérience, il pourra conclure par un échange avec le groupe sur les conséquences environnementales, sociales, économiques et climatiques de la fonte des glaces. En effet la fonte de la banquise, si elle ne participe pas à la montée des eaux, accélère le réchauffement, car la glace renvoie une partie des rayons du soleil vers l’atmosphère (ce qui peut faire l’objet d’une autre expérience : absorption de la lumière). La banquise constitue également un milieu essentiel pour de très nombreuses espèces et pour certains peuples des régions polaires.
L’expérience pourra être complétée par une expérience sur la dilatation, afin de comprendre que fonte des glaces et dilatation de l’eau (deux conséquences du réchauffement climatique) sont l’une et l’autre responsables de la montée du niveau des océans
Sources et ressources
À l'heure où la question environnementale prend beaucoup de place, voici un lien qui traite du réchauffement climatique et de la fonte des glaces.
Lien vers Futura Sciences complet et pas trop complexe sur la montée des eaux en complément :
http://www.futura-sciences.com/planete/questions-reponses/rechauffement-climatique-niveau-mer-monte-945/
Dernière modification 5/10/2020 par user:Maud M..
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