Lithosphère
Lithosphère : Enveloppe formée de roches solides qui entourent la Terre et qui comporte la croûte terrestre et une partie superficielle du manteau supérieur
Structure interne de la Terre
-Croûte continentale : Solide, roche
-Croûte océanique : Solide, roche
-Manteau supérieur : Solide et visqueux, roche
-Manteau inférieur : Solide, roche en fusion
-Noyau externe : liquide, fer nickel
-Noyau interne : solide, fer nickel
Minéraux
Les minéraux
- corps inorganiques (ni animal, ni végétal)
- trouver naturellement sur Terre → pas produit par humains
- structure atomique ordonnée → cristaux toujours semblables (cristaux de sel tjr cubiques)
- composition chimique de 1 élément chimique ou plusieurs (substance pure)
- propriétés définies → même éléments chimiques + cristaux forme précise
→ minéraux : corps solides inorganiques dont composition + propriétés bien définies
Classification des minéraux : Propriétés
LA COULEUR
- 1 couleur propre → partie de leur composition chimique → idiochromatique (élément colorant fait partie de la structure)
- plusieurs couleurs → allochromatiques (incolore si parfaitement purs mais colorés due à quantités minimes d’impuretés → différentes colorations)
LA TRANSPARENCE
- propriété à laisser passer la lumière
- transparents = parfaitement laisser passer lumière
- translucides = laisse passer lumière sans distinguer objet à travers
- opaques = laisse passer aucun rayon
LA DURETÉ
- dépend de force des liens unissant les atomes d’un minéral
- échelle de Mohs mesure dureté des minéraux de 1 à 10 en fonction résistance à rayure
- minéral peut rayer tous les minéraux moins durs que lui (numéro inférieur)
LA TRACE
- frotter un minéral sur surface de porcelaine non-émaillée = obtention trace de poudre dont couleur peut être différente de celle du minéral
- toujours même couleur pour même minéral
- minéraux idiochromatiques = poudre couleur vive
- minéraux allochromatiques = poudre blanche ou très peu colorée
Exploitation des minéraux
- minéraux extrait de lithosphère = minerai → roche qui contient minéraux
- gisement = quantité + concentration minéral suffisamment intéressante pour exploitation
- procédés couteux + complexes
- si gisement près de surface : mine à ciel ouvert
- si gisement trop profond : creuser galeries souterraines
→séparer minerai en minéral + roche : procédé différent pour chaque minerai
Utilisation possibles de minéraux
Or : joaillerie, échanges commerciaux, équipement électroniques
cuivre : conduites de plomberie, fils électriques, équipes électroniques, construction (toitures)
Zinc : places de l’acier (renforcé résistance à la corrosion), pièces moulées pour industrie automobile
Nickel : fabrication de l’acier inoxydable, pièce de monnaie, aimants
Fer : fabrication de l’acier, carrosseries d’automobile, structure de bâtiments
Impacts environnementaux associés à l’exploitation des minéraux
Établissement et exploitation des mines pour extraire le minerai
- destruction du couvert végétal sur le lieu des mines
- contamination du sol + eau sur le lieu des mines
- rejet de substances toxiques par la machinerie lourde
Construction de routes pour se rendre aux mines
- compactage des sols
- déplacement de la faune
- rejet de gaz à effet de serre par les véhicules moteurs
Traitement et transport des minerais
- rejet de gaz à effet de serre et d’autres polluants atmosphériques
- rejet de résidus industriels dans l’eau + sols
- utilisation d’une grande quantité d’eau
Les roches
Les roches
- solides hétérogènes composés de plusieurs minéraux
- propriétés chimiques + physiques pas strictement définies, contrairement aux minéraux
Les types de roches
Roches ignées
Roches ignées
- produite par refroidissement + solidification de la lave ou du magna
- naissent dans volcans, lorsque magma remonte à la surface
- présence de grains (cristaux) de différents minéraux à sa surface
- principalement dans croûte terrestre
- roche ignée intrusive : refroidissement lent du magma se produit sous la surface de la Terre + grains de cristaux visibles à l’oeil nu
- roche ignée extrusive : refroidissement rapide de la lave se produit extérieur de la surface de la Terre + grains de cristaux très petits + difficilement perceptibles ou invisible si vitreuse, poreuse
Roches sédimentaires
Roches sédimentaires
- résultats accumulation + compactage de débris (sédiments au fond des eaux)
- roches finissent par s’effriter au contact de l’air + eau → érosion
- fragments tombent au fond des eaux → accumulation en couches successives → effet pression : couches + basses se compactent et se solidifient + forment roches sédimentaires
Roches métamorphiques
Roches métamorphiques
- anciennes roches ignées ou sédimentaires qui ont subi une transformation due à chaleur ou pression extrême
- ignées/sédimentaires soumises à fortes températures ou pression → transformation + changement d’apparence et propriétés
- ressemblent à roches d’origine mais plus comprimée → plus denses
- processus sur des millions d’années
Les sols
Les sols
- issu de la roche mère → partie solide de croûte terrestre
- avec le temps, gel, vent, pluie → usent les roches de la surface de lithosphère
- cette dégradation amène formation du lithosol → sol composé de gros fragments de roche → se mêlent à matière organique (résidus végétaux + animaux en décomposition)
⇒ mélange crée série de réaction physique + chimiques complexes → naissance du sol
- 2 conditions pour former sol : altération de la roche mère + présence de matière organique
- sol absorbe, filtre, emmagasine eau
- contient air, petits organismes vivants, micro-organismes qui décomposent la matière organique pour en faire des substance nutritives pour les plantes
les types de sol :
- sableux, limoneux, argileux, humifère
Les horizons du sol
- couche différentes + parallèles à la surface du terrain
- avec le temps, le sol s’épaissit + se différencie en couche distinctes par couleur, texture, composition
- particules fines et foncées = forte teneur en matière organique + retrouvées dans couches supérieures, particulièrement dans horizon A → logement de racines qui absorbent eau + nutriments
- plus on s’enfonce en profondeur, plus particules grosses et pâles
Les horizons
O : couche superficielle
- surtout composée d’humus (déchets végétaux et animaux en décomposition) → litière
- humus riche en éléments nutritifs car décomposeurs dégradent débris
- éléments nutritifs entraînés vers horizons inférieurs par eaux de pluie
A : terre arable
- mélange d’humus + minéraux solubles dans l’eau (particules de roches)
- couleur foncée
- sert de support à la croissance des plantes → riche en matière organique
- aération assurée par animaux fouisseurs
- fortement soumise à érosion
B : sous-sol
- surtout composée de petites particules minérales
- pauvre en humus mais riche en éléments m inéraux
- couleur plus pâle que horizon A ou couleur rougeâtre
- accumulation de débris provenant des horizons supérieurs
- arbres aux longues racines y puisent des nutriments
C : roche mère fragmentée
- résulte de dégradation de la roche mère en dessous
- composée de roche mère altérée et fragmentée par facteurs physiques et chimiques
- absence de matière organique
- sableux, argileux ou dur
R : roche mère non altérée
- à partir de cette roche qu’il y a eu formation du sol
Conditions pour avoir un sol fertile qui assure croissance des plantes
- quantité et variété suffisante de minéraux → servent de nutriments lorsque en solution dans l’eau + minéraux proviennent de l’érosion de la roche ou action d’organismes qui décomposent la matière organique du sol
- taux d’humidité adéquat : certaines plantes besoin de sols gorgés d’eau alors que d’autres besoins sols secs + eau = plusieurs réactions chimiques dans sol → permet dissoudre nutriments essentiels aux plantes
- pH du sol approprié → trop basique/acide compromet transfert des éléments nutritifs des minéraux vers racines + pH idéal varie selon espèces de plantes
- présences d’air : certains décomposeurs besoin air emprisonnée dans sol pour vivre et accomplir fonctions + oxygène permet oxydation de certains éléments du sol
Capacité tampon
- sol trop acide/basique nuit à croissance des plantes → difficile absorption des nutriments par racines
- en général, plante aime sol avec pH 6 à 7
- capacité tampon : faculté de résister aux changements pH des sols s’il y a ajout de composés acides ou basiques (pluies acides)
- permet de compenser les variations de pH sans modifier leur pH
- sols à texture fine + avec matière organique = bonne capacité tampon → sol argileux ++tampon que sol sableux
Avantages d’une bonne capacité tampon
- faible vulnérabilité aux changements de pH
- fertilité stable
- meilleure capacité à retenir éléments nutritifs pour les plantes
- optimisation de l’assimilation des éléments nutritifs par les racines des plantes
Le pergélisol
- sol dont température se maintient à 0 ° ou moins pendant au moins 2 ans
- peut atteindre 500 m de profondeur
- régions nordiques ou hautes altitudes
- élé, couche superficielle du pergélisol dégèle → développement de quelques plantes + organismes → regèle en hivers ⇒ le mollisol
- sensible aux influences extérieures → facilement amollir le sol → compromettre stabilité des bâtiments
- infrastructure doivent être construire sur pilotis pour éviter les mouvement du terrain lors des réchauffement
Conséquences du réchauffement du pergélisol
- eau contenue dans pergélisol dégèle → sol plus mou + instable
→ glissements de terrain, instabilité des immeubles, instabilité des pistes d’atterrissage durant l’été - pergélisol = réservoir de matière organique → dégèle = micro-organismes inactifs lorsque gelé, peuvent décomposer la matière organique
→ production de gaz à effet de serre (CO2 + CH4) →amplifie phénomène réchauffement climatique - eau dans sol + nutriments nécessaires à la croissance des végétaux → ++ accessibles
→ croissance végétaux accélérée → modifie écosystèmes établis
Les ressources énergétiques de la lithosphère
Combustibles fossiles
Les ressources énergétiques de la lithosphère
Combustibles fossiles : proviennent de la transformation de résidus organiques
Pétrole (liquide) :
- provient de petitis animaux marins et algues (organismes marins) qui étaient dans les mers → mort → coulé au fond des eaux → recouverts de sables, vase, roche, minéraux → sous pression : transformé en pétrole
⇒ comme le gaz naturel (gazeux)
Charbon :
- provient de plantes terrestre + arbres qui poussaient dans les marécages → avec temps, ensevelis par sable + vase → résidus organiques transformée en charbon due à compression
- solide
brûler combustibles fossiles = dégagement énergie thermique → énergie électrique/mécanique + gaz à effet de serre
Utilisation :
- centrales électriques thermiques
- voiture (pétrole)
- chauffage et climatisation des bâtiments
Avantage :
- technologies peu coûteuse
Inconvénients :
- énergie non renouvelable
- production de gaz à effet de serre + autres polluants atmosphériques → réchauffement climatique + pluies acides
Énergie nucléaire
Énergie nucléaire
- énergie emmagasinée dans liaisons unissant particules du noyau des atomes
- provient des substances radioactives
- uranium = élément radioactif naturellement trouvé dans croûte terrestre
- fission = grande quantité d’énergie que l’on peut transformer en électricité
Utilisation :
- centrales électriques nucléaires
Avantages :
- production de bcp d’énergie avec peu de ressources (fission des atomes d’uranium)
- peu de production de gaz à effet de serre + autres polluants atmosphériques
Inconvénients
- énergie non renouvelable
- production de déchets radioactifs
- technologie coûteuse
- risque d’accidents nucléaires dévastateurs
Géothermie
Géothermie
- énergie géothermique = énergie provenant de la chaleur interne de la Terre → roche en fusion qui contient énormément d’énergie
- faire circuler fluide en profondeurs → se réchauffe + remonte chargé d’énergie → transformée en électricité/ chauffer bâtiment
Utilisation :
- centrales électriques géothermiques
- chauffage et climatisation des bâtiments
Avantages :
- énergie renouvelable
- peu de production de gaz à effet de serre + autres polluants atmosphériques
Inconvénients
- technologie coûteuse
Épuisement des sols :
Épuisement des sols :
- perte de fertilité
- changements de techniques agricoles → besoins alimentaires → population mondial en croissance
- utilisation massive de machinerie lourde → compacter le sol → privé d’apport oxygène + empêche pluie de pénétrer dans terre → eau ruisselle à la surface emportant matière organique, micro-organismes, nutriments pour croissance des plantes dans cours d’eau
⇒ sols moins fertiles
- Rotation accélérée des cultures → empêche régénération naturelle du sol → épandage engrais dont excès peut propager dans lacs → favoriser croissance algues
- utilisation abusive de pesticides → reste dans environnement + accumulation dans tissus des organismes vivants → tue plusieurs micro-organismes, insectes, petits animaux utiles à équilibre des sols ⇒ menace biodiversité
Contamination
- présence anormale substance nuisible dans un milieu
- réservoirs stations-services = hydrocarbures
- sites d’enfouissement = eaux remplies de métaux lourds
- déchets miniers = résidus acides
- émission dioxyde de soufre (SO2) + oxyde d’azote (NOx) par procédés industriels + utilisation combustibles fossiles → mélangent à eau de pluie → acide sulfurique (H2SO4) + acide nitrique (HNO3) ⇒ pluies acides
Conséquences des pluies acides :
- sols acidifiés arrivent pas à retenir nutriments essentiels à vie végétale
- tuent micro-organismes utiles aux plantes → poussent moins rapidement + croissance possible interruption
- sols à faible capacité tampon très vulnérables aux pluies acides
Hydrosphère
Hydrosphère
- enveloppe externe regroupant ensemble d’eau présent sur Terre (lithosphère + atmosphère)
- solide : glaciers, neige
- liquide : océans, lacs, rivière, sol (nappes phréatiques), nuages, êtres vivants
- gazeux : vapeur dans air, nuages
- eau salée = 97,5%, eau douce = 2,5% → 79% glacier, 21% lacs, rivières, nappes souterraines
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Univers matériel : Chapitre 117
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Chapitre 1 : classification périodique23
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Univers matériel : Chapitre 245
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Chapitre 432
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Laboratoire 1, 2, 417
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Chapitre 324
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Laboratoire 34
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Chapitre 644
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Chapitre 745
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Examen sur les présentations43
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Chapitre 542
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Chapitre 14 : L’ingénierie électrique13
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Labo 5, 149
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Ministère Chapitre 110
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Ministère Chapitre 220
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Ministère Chapitre 314
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Ministère Chapitre 413
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Ministère chapitre 515
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Ministère chapitre 620
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Ministère chapitre 711
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Ministère chapitre 82
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Ministère chapitre 104
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Ministère chapitre 1113
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Ministère chapitre 128
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Ministère chapitre 1315
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Ministère chapitre 146
