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BG-A Les grands cycles biogéochimiques (BCPST 2)  IntroBG-A Les grands cycles biogéochimiques (BCPST 2)
Cette partie traite des cycles biogéochimiques du carbone et de l'azote ainsi que de l'impact des activités humaines sur ces cycles biogéochimiques. La section sur le cycle du carbone est l'occasion de présenter les grandes caractéristiques du cycle biogéochimique d'un élément (réservoir, flux, temps de résidence). La section sur le cycle de l'azote, facteur limitant la croissance des plantes dans la majorité des écosystèmes terrestres, montre l'importance des transformations microbiennes au cours de ce cycle et permet d'aborder la notion de couplage entre cycles biogéochimiques du carbone et l'azote. Transversale et intégrative, cette partie mobilise des acquis en sciences de la vie (métabolisme et écologie), en sciences de la Terre et est étroitement articulée avec les autres parties de biogéosciences (étude des sols et du climat).
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BG-A-1 Le cycle du carbone |
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Le carbone se trouve sous différentes formes dans différents réservoirs vivants ou inertes : carbone réduit (biomasse actuelle et fossile), carbone oxydé (CO, CO2, carbonates).
Des flux physico-chimiques et/ou biotiques relient ces réservoirs. Ces flux correspondent à des conversions (exemple de la photosynthèse et de la respiration) et/ou à des transferts physiques (exemple de la pompe physique du carbone dans l‘océan).
Le temps de résidence du carbone diffère selon les réservoirs.
Précisions et limites :
Déjà abordé au lycée, il s'agit de remobiliser ici le cycle du carbone et le préciser dans les aspects quantitatifs et dans la diversité des mécanismes impliqués aux différentes échelles de temps.
Les voies biochimiques de production et de dégradation du méthane ne sont pas a programme.
Cette partie est aussi l'occasion de comprendre qu'un cycle est lié à des mécanismes évolutifs sous-jacents : l'existence de recyclages liés à des métabolismes biologiques qui bouclent le cycle (pas de point d'accumulation) est liée à la sélection naturelle qui favorise l'émergence de métabolismes utilisant des produits accumulés par d'autres espèces ou de processus physico-chimiques. |
- Caractériser les principaux réservoirs du carbone : ordre
de grandeur de leurs tailles respectives et temps de
résidence du carbone dans ces réservoirs.
- Quantifier l'ordre de grandeur de deux échanges annuels dans le cas du dioxyde de carbone CO2 atmosphérique : échanges avec la biomasse et avec l'océan.
- Représenter schématiquement le cycle biogéochimique du carbone.
- Expliquer le rôle des organismes vivants sur l'altération des roches et comment cette altération induit la précipitation des carbonates.
- Expliquer le rôle de l'altération des silicates dans le piégeage du carbone.
- Argumenter sur l'existence de sous-cycles lents et rapides dans le cycle du carbone.
- Identifier les temps de résidence respectifs de deux gaz à effet de serre (dioxyde de carbone CO2 et méthane CH4) dans l'atmosphère.
Liens :
Métabolisme et types trophiques (SV-E)
Minéralisation et cycle de l'azote (BG-A-2)
Minéralisation et humification dans les sols (BG-B-1-1)
Réchauffement climatique (BG-C-3)
Formation des roches carbonatées (ST-E-2)
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BG-A-2 Le cycle de l'azote |
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BG-A-3 Impacts des activités humaines sur les cycles biogéochimiques |
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BG-B Les sols (BCPST 2) |
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BG-C Le climat de la Terre (BCPST 1 et 2) |
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