1. Fonte des glaces et augmentation du niveau des mers [activité d'origine]
Demander aux élèves de :
- lister quelles sont les conséquences du changement climatique sur le niveau des mers. Chercher une explication (en général, les élèves pensent que c'est à cause de la fonte des glaces que le niveau marin augmente)
- lister quels sont les grands réservoirs de glace sur Terre (glaces continentales et banquise) et si tous contribuent à l'élévation du niveau des mers
- chercher une façon de répondre à cette question par une expérience simple. Par exemple :
- pour modéliser la fonte de la banquise : il suffit de placer un glaçon dans un verre d'eau, puis de noter le niveau de l'eau, puis enfin de voir si la fonte du glaçon fait monter ou non le niveau de l'eau (la réponse est non : le niveau ne monte pas)
- pour modéliser la fonte des glaces continentales (glaciers ou calottes polaires) : on place un objet rigide dans un récipient (l'objet représente un continent) et on dépose des glaçons dessus. On vérifie ensuite que le niveau de l'eau monte dans le récipient quand les glaçons fondent
Conclure : la fonte des glaces continentales fait bien monter le niveau des mers, mais pas la fonte de la banquise.
2. Dilatation thermique de l'eau et augmentation du niveau des mers [activité d'origine]
Annoncer que la fonte des glaces continentales n'explique qu'en partie l'augmentation du niveau des mers que l'on observe (déjà 20 cm depuis la révolution industrielle)
Demander aux élèves de :
- chercher une autre explication possible.
Si la dilatation de l'eau n'est pas évoquée, expliquer que l'eau augmente de volume quand on la chauffe et chercher une expérience permettant de confirmer cet effet (penser au fonctionnement des anciens thermomètres en cas de difficulté)
Demander aux élèves de réaliser l'expérience suivante :
- remplir une petite bouteille d'eau (la plus petite possible) à ras bord. Ajouter si possible du colorant (encre, peinture, colorant alimentaire… pour rendre l'eau mieux visible).
- percer le bouchon de la bouteille pour y faire passer une paille, et rendre l'ensemble étanche à l'aide de pâte à modeler. On a ainsi construit un "pseudo-thermomètre".
- noter le niveau de l'eau dans la paille.
- plonger le dispositif dans un bain marie (pas trop chaud : la bouteille ne doit pas fondre !).
- constater au bout de quelques instants que le niveau de l'eau monte dans la paille
- ne pas oublier de préparer une expérience témoin (une feuille noire, sans récipient pour la recouvrir)
En conclure que, puisque les océans se réchauffent (sous l'effet du changemenet climatique), alors ceux-ci se dilatent, ce qui a pour effet de faire monter le niveau des mers
Demander aux élèves de :
- option 1 - étudier les documents de la planche C2, afin de visualiser les conséquences de cette élévation sur les populations
- option 2 - étudier l'animation multimédia "montée du niveau des mers" (changer la langue dans le menu, à gauche, puis cliquer sur les différentes zones de la planète afin de voir la situation actuelle, puis future)
Revenir sur la banquise (on a vu en 2.1 que sa fonte ne contribuait pas à l'augmentation du niveau des mers)
Demander aux élèves de :
- chercher pourquoi, dans ce cas, la fonte de la banquise inquiète les scientifiques
- au-delà des aspects locaux (importance de la banquise pour les populations inuits ou pour certaines espèces vivantes), chercher en quoi la banquise joue un rôle important, à l'échelle globale (en particulier dans la régulation du climat)
Pour aider, montrer le document de la planche C3. Constater que la banquise est une grande surface blanche.
Demander aux élèves de :
- chercher pourquoi la couleur de la glace est importante : entre la glace et l’océan, lequel absorbe le plus de chaleur ?
- chercher une expérience permettant de montrer qu'un objet blanc absorbe moins de chaleur qu'un objet noir
On peut faire cette expérience de plusieurs façons (avec de l'eau, avec des T-shirts, au soleil ou sous une lampe…).
La photo ci-dessous montre 2 variantes. Dans la première, on a pris 2 petits récipients remplis d'eau (dans un cas, on a mis de la peinture noire, dans l'autre de la peinture blanche).
Dans la seconde, on a pris 2 tissus identiques (même matière, même épaisseur) : l'un blanc, l'autre noir.
Demander aux élèves de :
- exposer au soleil ou sous une lampe et mesurer régulièrement la température (ici, un thermomètre est indispensable).
Constater que le dispositif noir se réchauffe toujours plus, et plus vite, que le même en blanc.
En conclure que la banquise (ainsi que les glaciers) est une grande surface blanche, qui réfléchit les rayons du soleil. Elle joue un rôle "refroidissant" dans le climat global. Sa disparition a pour effet d'amplifier le réchauffement.
Expliquer que ce phénomène est un cercle vicieux (on dit aussi "une rétroaction positive") : plus il fait chaud, moins il y a de banquise… et moins il y a de banquise, plus il fait chaud. Le système climatique contient de nombreuses rétroactions de ce type, ce qui fait que certains effets peuvent s'auto-amplifier
NB : beaucoup d'autres activités peuvent être menées sur les conséquences du changement climatique (malheureusement trop nombreuses). Nous renvoyons au guide pédagogique mentionné en introduction, ainsi qu'aux autres ressources présentées en bas de page. Un conseil : ne passez pas trop de temps là-dessus : pensez à travailler les solutions !
