La dendrochonologie et les climats passés au Maroc

Séquence 2 : Responsabilité humaine (Collège) et Etude des climats (Terminale spécialité SVT)

Les climats passés et la dendrochronologie

La dendrochronologie est une méthode scientifique permettant de dater des pièces de bois à l’année près en comptant et en analysant la morphologie des anneaux de croissance des arbres. Elle permet également de reconstituer les changements climatiques et environnementaux.

En prenant des échantillons dans différents sites d'une même région et ayant poussé à des époques différentes mais se recoupant, il est possible de recomposer une séquence sur plusieurs siècles et de créer une chronologie de référence permettant de réaliser des études paléo-climatiques. L'idéal est bien sûr d'avoir une tranche d'arbre multi-centenaire comme peuvent l'être les cédres ou les oliviers.

Des analyses chimiques de chaque cerne permettent de déterminer les concentrations de certains polluants dans l'environnement (plomb par exemple) des années antérieures.

Comment mettre en relation l'âge et l'environnement passé, avec les anneaux de croissance de végétaux actuels ou anciens et montrer l'évolution des climats ?

Doc 1 : Mesures des cernes d'une coupe d'Olivier

Les arbres ont une croissance cyclique liée aux saisons. En région tempérée, le fonctionnement s'interrompt à l'automne et reprend au printemps. Chaque année, un nouveau cylindre de bois est formé à l'extérieur du précédent. Sur une coupe transversale de tronc, ces couches concentriques annuelles s'appellent des cernes. Chaque cerne, représente le bois formé pendant une année. Dans chaque cerne, on distingue vers l'intérieur une région poreuse qui correspond au bois formé au printemps et une région plus lisse qui correspond au bois formé en été . En comptant les cernes, on peut déterminer l'âge de l'arbre étudié .

Doc 2 : Mesures de l'âge et des variations de croissance à l'aide du logiciel Mesurim . A partir des mesures réalisées, les élèves tracent le profil, c’est-à-dire la courbe ( épaisseur des cernes en fonction du temps ). Les élèves peuvent retrouver des années exceptionnelles.

Pin de 38 ans : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/bois/03-pinmacro.htm

Il existe des méthodes de calculs accessibles, qui donnent de bons résultats et qui peuvent être confrontées à nos résultats:

Détermination de l'âge par la circonférence: pour calculer l'âge, on mesure d'abord la circonférence du tronc à 1,50 de hauteur pour ensuite obtenir son diamètre (circonférence divisée par Pi). Il faut diviser le chiffre obtenu (en cm): par

Coefficient	Espèces
1,5	Orme, Peuplier faux-tremble
2	Bouleaux, Pin blanc
2,5	Thuya occidental, Hêtre, Cédre
3	Chêne rouge, Noyer cendré

Le cèdre du Liban et la plupart des eucalyptus peuvent croitre de 5 à 7,5 cm par an et ensuite se stabiliser à 2,5 cm par an

lien de téléchargement de Mesurim: http://pedagogie.ac-amiens.fr/svt/info/logiciels/Mesurim2/Telecharge.htm

Doc 3 : Mesure de cernes montrant les variations environnementales.

Une étude approfondie de l'épaisseur des cernes et de leur porosité peut permettre de connaître la qualité des conditions extérieures au cours du temps (dendrochronologie). Il est considéré que les différences d'épaisseur des cernes sont donc liées à des variations environnementales favorables (forte pluviométrie, température plus élevée) ou défavorables (sécheresse) à la croissance. Ces variations dans le temps doivent être mises en relations avec d'autres indicateurs du climat.

Ci dessus: Résultats obtenus montrant les différences de densité des cernes et de leurs épaisseurs en fonction du diamètre. L'axe des abscisses peut être lié à l'âge estimé et donc de retrouver les périodes climatiques favorables à la croissance et donc le climat.

Doc 4 : LA SITUATION DE AU MAROC - Relation "cerne-climat"

Document de référence pour les climats passés des 10 000 dernières années (Températures) au Maroc obtenu par l'étude des pollens des tourbières du Lac Tigalmamine.(cheddadi@isem.univ-montp2.fr )

Questions :

1) Document 1 : comment déterminer l'âge d'un arbre ?

2. Document 2: détermines l'âge de l'Olivier à partir de la photo de sa coupe transversale

3. Document 3 : comment les arbres peuvent ils être des indicateurs des climats passés ? Est-ce que les cernes d’une coupe d’arbre sont tous identiques ? Si ils sont de tailles différentes, quelles peuvent en être les causes ?

4) Quels types d’informations supplémentaires un arbre peut-il donner sur son passé environnemental ?

5) Que montre les variations climatiques établies au Maroc, comparer ces données aux résultats obtenus sur le tronc d'Olivier ?

6) Document 4 : compléter le graphique et montrer ainsi quelles critiques peut on faire sur ces méthodes ?

Doc 5 : Activité complémentaire (Terminale Spé) - recherche dans la base de données "P@tree" de PaleoVu

Fiche Technique Paleovue: FT_paleovue.doc

Lancer Paleovue - Choisir la catégorie «Tree Ring » et sélectionner deux stations les plus au sud de l'Espagne afin de comparer avec les résultats obtenus au Maroc, utiliser les fonctionnalités du logiciel pour afficher les données sous forme d’un graphique montrant les variations d'épaisseur des cernes en fonction du temps. Appeler l’examinateur pour vérification et impression (penser à indiquer vos nom, prénom et classe sur l’impression)

Pour les données concernant le Maroc qui se trouvent pas dans la base Paleovue vous utiliserez le fichier "maroc_tree_ring.xls" issue du National Climatic Data Center et à l'aide d'un tableur vous afficherez ces données sous forme d'un graphique utilisant les mêmes critères que précédemment.(Remarque: Le Cèdre servant de support à l'étude paléoclimatique vit à 2000 m d'altitude)

Analyse des résultats : Mettre en relation ces données et les informations écologiques pour identifier des modifications climatiques.

* Que recherche-t-on ?

* Afficher à l' écran d'un diagramme caractéristique permettant de situer dans le temps les périodes favorables à la croissance.

* Peut-on situer des variations climatiques, à quelles périodes ?

* Combien d'épisodes climatiques peut-on compter ? ce résutats sont ils compatibles avec les résultats précédents

* A partir des données climatiques obtenues à partir du fichier "mediter.xls" pouvez expliquer l'origine de ces modifications environnementales qui ont conduites à ces variations de croissance ?

* Que montre la convergence de ces résultats sur la zone ? quel problème cela soulève t'il et comment peut on y répondre en utilisant le logiciel "Paleovue"?

Activité proposée par Eric Faritiet
Crédits photo : voir sources

Sources et Références : http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/treering.html et http://www.inrp.fr