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Licence de Sciences, Technologies, Santé
MENTION SCIENCES DE LA TERRE

3T061 - Biogéochimie océanique et atmosphérique3 ECTS

Responsables

Damien Cardinal et Yao Té

Intervenants

Céline Ridame

Acquis de connaissance visé

La physique et la chimie de l'océan et de l'atmosphère permettent de comprendre les compositions chimiques des principaux réservoirs du système Océan - Atmosphère et d'étudier leurs évolutions. Cette UE introductive s'appuie sur des exemples concrets de cycles biogéochimiques pour sensibiliser les étudiants à la complexité du fonctionnement et du couplage Océan - Atmosphère (familles chimiques, temps de résidence, échange Océan- Atmosphère, distribution des constituants minoritaires dans le temps et dans l'espace, équilibre perturbé, …). Dans le contexte d'un climat changeant, le réajustement de ces cycles est également abordé.

Les objectifs pédagogiques sont :

  1. Approfondir les bases de la physique et chimie contemporaine dans un contexte environnemental
  2. Analyser, modéliser et résoudre des problèmes simples de physique et chimie
  3. Comprendre les couplages océan - atmosphère
  4. Comprendre les couplages interdisciplinaires en sciences de la terre avec la physique, chimie, biologie

Plan de cours

Cours 1 - La circulation océanique : couplages avec atmosphère et chimie physique (2h CM + 1 TD)

Couplage circulation atmosphérique et océanique superficielle : impacts biogéochimiques

  • Upwellings côtiers et équatoriaux, mésoechelle Downwelling & déserts des gyres tropicaux, mésoechelle

Circulation thermohaline et traceurs

  • Variations T-S-σ Plongée d’eau
  • Masses d’eau et paramètres conservatifs
  • Traceurs physico-chimiques de la circulation thermohaline (T-S, CFC, O2, CO2 ant… )

Cours 2 - Apports atmosphériques de nutriments et impacts (2h CM + 1 TD)

  • Caractéristiques physico-chimiques des apports atmosphériques d’origine anthropique et saharienne
  • Apports atmosphériques d’azote, phosphore et fer selon la source
  • Mode de dépôt et dissolution Impact sur l’activité biologique marine en zone HNLC et LNLC

Cours 3 - Impact de l'augmentation des teneurs en CO2 atmosphérique (4h CM + 2 TD)

Acidification

  • Perturbation anthropique du cycle du CO2
  • Système des carbonates
  • Impact sur les organismes calcifiants
  • Impact sur la photosynthèse
  • Prévisions pour la fin du siècle

Pompes à carbone physique et biologique et puits de carbone

  • Cycle et réservoirs de carbone
  • Pompe physique de solubilité
  • Pompe à carbone biologique
  • Résultante pompes physique et biologique
  • L’Anthropocène?
  • Evolution future du puits océanique

Cours 4 - Composition chimique de l’atmosphère et bilan radiatif (2h CM + 1 TD)

  • Composition moyenne, variabilités spatiale et temporelle
  • Temps caractéristique du transport, temps de vie ou de résidence
  • Complexité et enjeux de la chimie atmosphérique
  • Bilan énergétique, effet de serre naturel et additionnel, gaz à effet de serre

Cours 5 - Le système stratosphérique (3h CM + 1 TD)

  • Modèle de Chapman
  • Cycles catalytiques
  • L’ozone dans les pôles

Cours 6 - Le système troposphérique (3h CM + 1 TD)

  • Introduction : effet des perturbations
  • L’ozone troposphérique : origine, pollution, oxyde d’azote, radicaux hydroxyles
  • Oxydation du méthane
  • Oxydation du monoxyde de carbone  

 

Inventaire de la colonne d’eau de CO2 anthropique dans l’océan (mol m-2). (d’après Sabine et al., 2004)

 

Compétences et notions et acquises en sortie d’UE

BGOAC 3T061:

  • Analyser, modéliser et résoudre des problèmes simples de physique et chimie dans un contexte environnemental
  • Comprendre les couplages océan - atmosphère
  • Comprendre les couplages interdisciplinaires en sciences de la terre avec la physique, chimie, biologie

03/03/17

Traductions :

    Contact

    Licence Sciences de la Terre

    Tour 56/66 - 3e étage

    BC 2000

    4 place Jussieu

    75252 Paris  Cedex 05

    courriel (licence.sciterre @ upmc.fr)