TP Sol et cycle du carbone

Le Tp se réalise en 2 h sur des ateliers tournants

I/ Le CO2 se fixe par la photosynthèse dans les végétaux

Observation des stomates

Déposer sur la face inférieure de la feuille une couche de vernis à ongle

Une fois sec prélever délicatement cette couche et l’observer entre lame et lamelle

Observer

Expliquer quels sont les échanges qui ont lieu au niveau du stomate le jour et la nuit

Écrire l’équation de la photosynthèse

II/ Les organismes du sol restituent les minéraux aux plantes, et larguent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère

II.1 La macrofaune du sol

On met une soucoupe avec de l’eau de chaux durant une nuit dans un aquarium fermé , l'eau de chaux se trouble .

Soulever délicatement les particules du compost pour voir la macrofaune du sol.

Identifier les organismes à l’aide du guide (lister les organismes vus)

Expliquer les résultats obtenus en écrivant l’équation de la respiration cellulaire

Rappeler ce que l’on appelle matière organique.

Expliquer le rôle de la macrofaune dans le sol ( voir texte)

II.2. Les micro-arthropodes su sol

On réalise un extraction par Berlèze de la microfaune du sol ( il y à sur la table un grand et petits Berlèzes)

Récupérer dans une boite de pétri le résultat de l’extraction

Observer la diversité des micro arthropodes et autres larves que vous identifierez grâce au guide)

Expliquer la place et le rôle de cette microfaune dans le fonctionnement de l’écosystème grâce au document ci-join

II. 3. Les nematodes du sol

On extrait grâce au dispositif expérimental les nématodes présents dans le sol

Observer dans le culot à l’aide de la loupe binoculaire les nématodes les plus gros.

II.4 La micro-« flore » du sol

On appelle micro-flore du sol l’ensemble des : bactéries, champignons protozoaires, levures Ce sont les organismes vivant dans le sol les plus abondants, et ils participent activement au cycle des éléments nutritifs et des matières organiques, à la fertilité des sols et à la régénération des sols, à la santé et la production des plantes.

On a mis en contact pendant deux jours a l’étuve(37 °)un échantillon du sol avec un gel nutritif .

On observe autour de chaque résidu le développement de filaments mycélien, et des colonies (schématiser les résultas obtenus)

Prélever à l’aide d’un aiguille lancéolée un petit fragment de gélose sur la « couronne » qui s’est développé autour du résidu.

Déposer une goutte de bleu de méthylène

Observer au fort grossissement, schématiser vos observations

On met a pourrir du bois dans un enceinte hermétique saturée en humidité en étuve ( 37 °)

On observe sur le bois le développement de filament mycélien colorés.

A l’aide du texte ci joint préciser le rôle de la microflore du sol dans le recyclage de la matière

III/ Le carbone s'associe à l'eau et se fixe dans les coquilles sous forme de carbonate

III.1 Le carbone de l’hydrosphère

Du fait de la forte solubilité du dioxyde de carbone (CO2) dans l'eau et de l'importance du volume des océans, la capacité de stockage des couches supérieures de l'hydrosphère, c’est-à-dire jusqu'à 100 m, est impressionnante. Mais si elle arrive à être 63 fois plus élevée que celle de l'atmosphère, c'est grâce à la diversité des formes du carbone dans les océans. D'une part en milieu aqueux le CO2 se transforme intégralement en hydrogénocarbonate (HCO3-) et d'autre part celui-ci peut lui-même devenir un ion carbonate.

La répartition du CO2 dans l'hydrosphère est approximativement la suivante :

1 % dans le dioxyde de carbone (CO2)

90 % dans l'hydrogénocarbonate (HCO3-)

9 % dans les ions carbonates (CO32-)

La « sédimentation océanique » : les coquilles des crustacés, des mollusques ou des algues planctoniques se forment par précipitation du calcaire à partir des éléments dissous:

Cette précipitation peut être spontanée dans certaines conditions physico-chimiques.

La sédimentation des coquilles est à l'origine de la plupart des roches contenant du calcaire (craie, calcaire, marne etc.). Ce calcaire ou carbonate de calcium (CaCO3) reste stocké pendant des centaines de millions d'années (délai de renouvellement moyen : 330 millions d'années, à comparer avec le délai de renouvellement du carbone de l'atmosphère qui est de cinq ans).

A l’aide du texte ci dessus

· Préciser si il existe dans les océans du carbone sous forme dissoute, justifier

· Expliquer comment les Organisme vivants contribuent à fixer du carbone dans la lithosphère.

III.2 Le roches carbonatées

Au contact de l’eau de pluie le CO2 atmosphérique se transforme en acide carbonique ; cette acide carbonique va attaquer les roche carbonatées

CO2 + H2O + CaCO3 ® 2 HCO3- + Ca2+

· On se propose de voir l’effet d’un acide sur un morceau de calcaire, déposer une goutte sur un morceau de calcaire, qu’observe t’on ?

· Que va-t-il arriver a l’eau chargée de d’acide carbonique et de calcium

· Mettre en relation cette équation avec celle vue précédemment

IV. La matière organique se fossilise et constitue une réserve d'energie

Le charbon provient de l’accumulation massive de végétaux terrestres morts, principalement des arbres. Cette matière organique s’est déposée dans des bassins sédimentaires terrestres (continentaux) à faible profondeur d’eau. Ces bassins étaient proches de la mer (bassins paraliques) et pouvaient se présenter sous la forme de grandes lagunes, ou encore à l’intérieur des terres (bassins limniques) sous la forme de marécages ou de lacs. En fonction des variations du climat, par exemple une pluviométrie devenant très forte, on pense que d’immenses forêts ont été englouties, et leurs débris accumulés dans ces bassins et rapidement recouverts de masses de boues et de sables.

Cet enfouissement rapide et précoce les a mis à l’abri de l’air, ce qui leur a évité de pourrir rapidement. Dans les bassins paraliques, ce sont des affaissements brutaux du bassin qui ont pu provoquer une invasion marine décimant la forêt. Après ces épisodes catastrophiques, la forêt s’est reconstituée jusqu’à un nouveau désastre, et ainsi de suite. Ce phénomène de répétition explique pourquoi, dans le sous-sol, les couches de charbon alternent avec des couches d’argiles ou de grès (sables consolidés).

Le bassin sédimentaire s’enfonce ensuite peu à peu sous le poids des sédiments, et les couches de végétaux morts se transforment progressivement sous l’effet de la pression et de la température qui augmentent. La cellulose du bois se transforme d’abord en acides humiques (produits de sa décomposition incomplète, qui donnent aux sols leur couleur brune), puis en bitumes, et enfin en carbone élémentaire. Le processus est très long : ce sont les charbons les plus anciens qui ont la teneur en carbone la plus élevée (90 à 95 %).

Observer les fossiles de plantes dans les roches présentes

Justifier le fait que ces roches sont considérées comme « organiques »

Présenter quel est problème relatif a l’utilisation de ressources fossile est depuis plus de 20 ans mis au jour par les scientifiques ?

RÉALISER un SCHÉMA BILAN des echanges de carbones réalisés entre

la biosphère, l'hydrosphère, l'atmosphère, la lithosphère