OLYMPIADES ACADEMIQUES DE GEOSCIENCES

SUJETS - SESSION 2022

Les trois sujets qui ont été proposés aux candidats des Olympiades académiques de Géosciences en 2022 sont les suivants pour la région Métropole - Réunion - Mayotte.

LA REUNION - MAYOTTE - METROPOLE

LES PREMIERS HUMAINS D'AMÉRIQUE

Le 12 octobre 1492, Christophe Colomb découvrait le Nouveau Monde en accostant sur l’île de San Salvador aux Caraïbes. Avant lui, vers l'an 1000, d'autres Européens, des Vikings, avaient touché le continent américain à partir du Groënland, établissant une colonie nommée Vinland, à l'embouchure du Fleuve Saint-Laurent (Terre-Neuve).

Des populations humaines étaient déjà présentes en Amérique avant ces deux colonisations historiques. Des géologues, stratigraphes et paléontologues, ont pu établir que l’origine de notre espèce était africaine. Il y a donc eu, avant l’an 1000, une colonisation du continent américain par des humains.  Des études récentes affirment que les humains ont peuplé l’Amérique du Nord beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait. Ces deux études, publiées dans la revue scientifique Nature, restent controversées au sein de la communauté scientifique, puisqu’elles ne s’appuient sur aucun reste corporel humain, mais seulement sur la découverte d’empreintes et de fragments d’outils en pierre.

À partir des documents fournis dans cet exercice, on recherche les arguments qui permettent de remettre en cause le scénario « Clovis first » qui était jusqu’alors communément partagé par la communauté scientifique.

DES TÉMOINS DE L’ÉROSION DU LITTORAL

Le littoral français présente des enjeux très spécifiques, tant du point de vue de la démographie, de l’urbanisation, des activités socio-économiques, que du point de vue environnemental. Dans les conditions actuelles, on estime que la population des départements littoraux devrait croître plus que celle des départements non littoraux entre 2020 et 2040, avec des hausses respectives de 19 et 13 %, tout particulièrement dans les communes de bord de mer dont l’urbanisation se densifie.

Cependant, l'inquiétude face à l’évolution de notre littoral n’a fait qu’augmenter ces dernières années et a été de nombreuses fois évoquée dans l'actualité : des « plages qui reculent », la « mer qui monte », les « tempêtes qui sont de plus en plus fréquentes » ...

Le cas de la résidence « Le Signal » à Soulac-sur-Mer (Gironde), a participé à une prise de conscience du phénomène. Il est devenu emblématique des ravages causés par le réchauffement climatique. En 1967, année de sa construction, le bâtiment se trouvait à 200 mètres de la côte Atlantique. En 2014, ses habitants ont dû quitter les appartements qu'ils occupaient, pour ce qui est aujourd'hui considéré comme la première expropriation climatique française. Les habitants seront indemnisés. Actuellement, l’immeuble se situe à moins de 20 m de la falaise et doit être prochainement détruit.

Sources : https://www.lemoniteur.fr/article/le-trait-de-cote-en-retrait.645804 - Photo : le site reporterre

En tant que géologue, vous êtes mobilisé par une collectivité de la côte Atlantique, proche de Soulac-sur-Mer, qui doit décider des meilleurs emplacements pour assurer le développement de son urbanisme en lien avec la pression touristique en tenant compte de l’aléa érosion. Afin de leur apporter votre expertise vous devez expliquer en quoi la zone de Soulac-sur-Mer est particulièrement impactée par la mobilité du trait de côte en comparaison d’autres zones côtières du territoire français et montrer que le changement climatique contribue à l’évolution accélérée du trait de côte dans la région de Soulac-sur-Mer .

L’ARRIVÉE DE PERSÉVÉRANCE SUR MARS

Le 17 juillet 2019, la NASA a procédé au lancement de la mission « MARS 2020 ». La fusée Atlas V-541 a été lancée de Cape Canaveral, en Floride. L’amarsissage a eu lieu le 18 février 2021 sur le cratère Jezero. Cette mission a permis de poser sur le sol de la planète Mars un rover nommé Persévérance dont les 2 objectifs principaux sont de rechercher des traces de vie ancienne et de recueillir des échantillons de roches pour un éventuel retour sur Terre.

La phase finale d’approche, surnommée les « 7 minutes de terreur », se réalise en plusieurs étapes. La réussite de la mission est rendue possible car sur Mars les conditions météorologiques sont prévisibles plusieurs mois en amont ce qui est impossible sur Terre.

À partir de l’ensemble des documents :

-            expliquer pourquoi les parachutes, bien que de 21 mètres de diamètre, ne suffisent pas à freiner la sonde alors qu’ils le permettraient sur Terre ;

-            expliquer ce qui permet des prévisions météorologiques fiables sur Mars plusieurs mois en amont de la mission alors que c’est impossible sur Terre ;

-            montrer que les variations météorologiques possibles sur Mars ne représentent pas un risque important d’échec de la mission alors que sur Terre elles le sont (report du retour de Thomas Pesquet par exemple).

Télécharger le fichier

GUADELOUPE- GUYANE - MARTINIQUE

Un “chinchilla” géant dans les Antilles

Des chercheurs du CNRS et des universités de Montpellier, des Antilles et de Nice se sont intéressés à la présence d’un rongeur géant fossile dans les Petites Antilles). Sur les îles d’Anguilla, St-Martin et St-Barthélemy, îles des Petites Antilles, se trouvent les restes d’un fossile daté de - 500 000 à -125 000 ans, nommé Amblyrhiza inundata. D’après ses caractéristiques morpho-anatomiques, les scientifiques ont pu établir qu’Amblyrhiza inundata appartenait au groupe actuel des chinchilloïdes, rongeurs endémiques d’Amérique du Sud (une espèce est dite endémique d'une région déterminée si elle n'existe que là). Les plus vieux rongeurs connus en Amérique du Sud sont datés de - 41 Ma. La colonisation des Petites Antilles par ces rongeurs originaires d’Amérique du Sud s’est donc faite entre ces deux dates.

Source : Agence Nationale de la Recherche : ANR, projet GAARAnti

On cherche à montrer que les Petites Antilles furent reliées à l’Amérique du Sud grâce à un domaine émergé (appelé GAARlandia) qui aurait permis la colonisation des Petites Antilles par Amblyrhiza inundata et à proposer une hypothèse pour expliquer l’origine de la formation de ce domaine émergé.

La respiration du supervolcan de Yellowstone

Le parc national de Yellowstone est situé aux États-Unis, au nord-ouest du Wyoming pour sa plus grande partie. C’est un site du patrimoine mondial protégé par l'UNESCO, célèbre pour ses phénomènes géothermiques. Il contient en effet les deux tiers des geysers de la planète et de nombreuses sources chaudes, lacs colorés et travertins calcaires. L'une des figures emblématiques du parc est le geyser Old Faithful « Vieux fidèle ». Le parc abrite aussi de nombreux grands mammifères, comme des grizzlys ou des troupeaux de bisons. Il attire plus de 4 millions de visiteurs par an.

Cependant, il ne faut pas oublier que ce parc est situé dans la caldeira* d’un des plus grands volcans du monde (un « supervolcan ») qui a été capable, par le passé, d’engendrer des cataclysmes. « Une éruption à Yellowstone serait une catastrophe majeure, inconnue de la civilisation moderne. À titre de comparaison, elle serait 100 fois plus puissante que la célèbre éruption du Pinatubo (Philippines) en 1991 qui a eu un impact planétaire sur le climat pendant plus d'un an. » Christophe Magdelaine1

Le géant est loin d’être paisible : très surveillé par les scientifiques, il a montré récemment des déformations en surface, mesurables par GPS. L’objet de cette étude est de sonder l’intérieur du supervolcan de Yellowstone par de l’imagerie sismique et de proposer des modélisations numériques pour comprendre le gonflement observé en surface.

*caldeira : vaste dépression circulaire ou elliptique située au coeur de certains grands édifices volcaniques, résultant d'une éruption qui vide rapidement la chambre magmatique sous-jacente et fait s’effondrer le toit du volcan.

Source des informations  https://www.notre-planete.info/actualites/2688-Yellowstone-supervolcan-eruption

L’éclipse de Colomb

L'éclipse lunaire du 1er mars 1504 était une éclipse totale de lune, visible dès le coucher de soleil du 29 février 1504 en Amérique. Le 30 juin 1503, Christophe Colomb échoua ses deux dernières caravelles sur les côtes de la Jamaïque. Les populations de l'île accueillirent l’amiral Christophe Colomb et son équipage et leur fournirent des vivres. Mais après six mois, ilscessèrent de les approvisionner. Christophe Colomb avait à bord un almanach écrit par Abraham Zacuto, contenant des tables astronomiques couvrant les années 1475-1506. En les consultant, il remarqua la proximité d'une éclipse de Lune. Il demanda alors une rencontre pour ce jour-là avec le chef de la population, et lui dit que son dieu était en colère contre la population locale qui ne fournissait plus de vivres à ses hommes. Il dit que son dieu fournirait un signe clair de son mécontentement en faisant apparaître la pleine lune montante « enflammée de colère ». L'éclipse et la « lune sanglante » apparurent, impressionnant et effrayant les indigènes. Le fils de Christophe Colomb, Ferdinand, écrivit que : « Avec de grands cris et des lamentations, les indigènes accoururent de partout vers les vaisseaux, chargés de provisions, priant l'amiral d'intercéder en leur faveur auprès de la divinité afin qu'elle ne répande pas sa colère sur eux... »

Colomb se retira dans sa cabine pour « prier » (en fait, pour mesurer la durée de l'éclipse avec un sablier) ; après 48 minutes, il annonça aux indigènes effrayés qu'ils allaient être pardonnés, et la Lune réapparut peu à peu avec sa couleur naturelle...

https://fr.wikipedia.org

On cherche à expliquer les différents aspects de la lune à différentes étapes et sa coloration rouge qualifiée de “Lune sanglante, enflammée de colère” par Colomb lors de l’éclipse.

Télécharger le fichier

NOUVELLE CALÉDONIE - POLYNÉSIE FRANÇAISE

L’histoire de roches rouges venues d’un autre temps

Depuis 2001, l’émission de télé-réalité « Koh-Lanta » met en scène des candidats dont le but est de survivre dans une nature hostile et ce, le plus longtemps possible sans se faire éliminer. L’une des célèbres épreuves de l’émission consiste à se rouler dans une mare de boue afin d’en récupérer la plus grande quantité seulement avec l’aide de son corps. Cette boue, souvent d’une couleur rouge très caractéristique, se forme par l’hydratation de roches particulières appelées « latérites ». Sans ces roches, cette épreuve serait beaucoup moins spectaculaire. Ce n’est donc pas anodin si cette émission a été tournée dans des régions du monde aux climats tropicaux et si l’Europe n’a jamais accueilli de saisons de Koh-Lanta.

Pourtant, dans le département de l’Hérault, sur la commune de Carlencas et Levas, on rencontre d’anciennes exploitations à ciel ouvert dont le sol se caractérise par la couleur rouge vif de ces mêmes roches latéritiques. Ce sol, qui est peu habituel en France métropolitaine, recouvre de très grandes surfaces dans la plupart des régions équatoriales aujourd’hui, dont certaines ont été le théâtre des nombreuses épreuves de Koh-Lanta.

De ces carrières, comme celle de Carlencas et Levas, on extrayait un minerai* riche en aluminium et en fer issu d’une roche nommée « bauxite ».

*Minerai : roche contenant des minéraux d’intérêt en proportion suffisante pour permettre leur exploitation.

L’objectif du sujet est de proposer une explication à la formation de latérites et, dans celles-ci, de bauxite dans les carrières de l’Hérault

Gisement de cuivre et dynamique de la subduction

Le cuivre est caractérisé par d’excellentes conductivités électrique et thermique et une bonne résistance à la corrosion. De ce fait, il joue un rôle majeur dans les infrastructures et les technologies de transfert d’énergie électrique et donc électronique également. Les ressources mondiales sont associées à un nombre restreint de types de gisements parmi lesquels les porphyres cuprifères, gisements d’origine magmatique à faible teneur en cuivre mais dont les volumes considérables justifient l’exploitation. Les porphyres cuprifères sont liés aux vastes intrusions magmatiques qui se mettent en place dans la croûte supérieure des zones de subduction, des zones de convergence de plaques lithosphériques.

Afin de tenter d’identifier des critères favorables à leur genèse et faciliter ainsi la découverte de nouveaux gisements, G. Bertrand, L. Guillou-Frottier et C. Loiselet, chercheurs au BRGM (bureau de recherches géologiques et minières) ont exploité deux contextes différents de convergence de plaques pour préciser, à partir du recensement des gisements de cuivre et de leur étude :

- le potentiel minier de ces régions ;

- l’environnement géodynamique lors de leur mise en place (limites de plaques, vitesses de la convergence…).

Le sujet propose :

- d’identifier les caractéristiques géologiques favorables pour découvrir de nouveaux porphyres cuprifères ;

- et d’expliquer en quoi l’histoire des deux régions étudiées est favorable à la formation de tels gisements de cuivre.

Taïwan, le dragon asiatique de l’érosion

L’érosion est l’ensemble des phénomènes de surface qui enlèvent des matériaux à l’affleurement et modifient ainsi le relief. Sur l’île de Taïwan, le taux d’érosion est cent fois plus élevé que la moyenne mondiale !

Ce sujet vise à déterminer les facteurs géographiques et géologiques qui sont responsables du taux d’érosion particulièrement élevé sur l’île de Taïwan, en les comparant aux facteurs susceptibles d’influer les phénomènes responsables de l’érosion, de façon plus générale, à différentes échelles.

Il s’agit de montrer qu’à l’échelle mondiale, la vitesse d’érosion est corrélée à des facteurs tectoniques et climatiques et à l’échelle régionale, de comparer les paramètres qui exercent le plus d’influence sur les phénomènes responsables de l’érosion dans le cas général d’un bassin versant  et dans le cas particulier de l’île de Taïwan.

Télécharger le fichier