Pierre et Paul, deux élèves en classe de terminale, s'interrogent à propos des répercussions sur le niveau des océans d'une élévation de température de 10 °C à la surface du globe. Ils admettent tous les deux que le niveau des océans s'élèverait.
- Pierre soutient que des villes comme Carnac (altitude moyenne : 16 mètres), Bordeaux (altitude moyenne : entre 1 et 42 mètres) ou Limoges (altitude moyenne : 294 mètres) seraient submergées avec un tel réchauffement.
- Paul admet que Carnac, en bordure de mer, serait submergée, mais que les autres villes se situent à des altitudes trop élevées pour qu'un risque existe.
En s'appuyant sur les documents, on cherche à répondre aux questions suivantes et à prendre position dans ce débat.
Réchauffement et dilatation thermique de l'eau des océans
Lorsqu'elle est chauffée, l'eau se dilate. Autrement dit, son volume augmente.
Le volume de l'eau à une température t par rapport à un volume de référence à une température t0 est donné par l'équation suivante :
Vt = Vt0 \left[ 1+\alpha e \times(t-t0)\right]
Le coefficient thermique de l'eau est \alpha e, égal à 2{,}6.10^{-4}\ \text{°C}^{-1}.
On prend comme référence le volume actuel des océans, à la température actuelle : Vt0 = 1{,}4. 10^{18} \text{ m}^{3}.
La surface actuelle des océans est approximativement de 3{,}5.10^{14} \text{ m}^2.
La fonte des glaces polaires
Le réchauffement de 10 °C imaginé par Pierre et Paul amènerait à une fonte supposée totale des glaces polaires.
Les glaces arctiques flottent sur l'océan.
Les glaces antarctiques reposent sur un continent et leur fonte amènerait une eau supplémentaire dans les océans.
Le volume estimé des glaces antarctiques est de 2{,}4.10^{16} \text{ m}^3.
Seules les glaces continentales peuvent exercer par leur fonte un effet sur le niveau des océans.
En ne considérant que la dilatation thermique des océans, de combien de mètres environ le niveau des océans s'élèverait-il ?
La fonte des glaces en Arctique peut-elle entraîner une élévation du niveau des océans ?
La fonte des glaces en Antarctique peut-elle entraîner une élévation du niveau océanique ?
On considère simultanément la fonte des glaces en Antarctique et la dilatation thermique des océans. Ces deux paramètres peuvent-ils entraîner une élévation du niveau océanique ?
Dans ce débat, qui de Pierre ou de Paul a raison ?