Cours 2 Flashcards
(103 cards)
1
Q
Quelle est une des caractéristiques les plus importantes de l’eau
A
sous forme liquide aux températures et pressions atmosphériques retrouvées sur la majorité de la planète
2
Q
Qu’est ce qui permet de former des liaisons hydrogènes
A
Ce sont la polarité de la molécule d’eau et sa propensité qui dictent les conditions sous lesquelles elle est liquide.
3
Q
Qu’est ce qui dictent les conditions sous lesquelles l’eau est liquide
A
Les liaisons hydrogènes
4
Q
Qu’elle est la polarité de l’eau
A
L’extrémité O est négative (2-) alors que l’extrémité H est positive (+)
5
Q
Qu’elle est la forme de l’eau sans liaisons hydrogène
A
Gazeuse
6
Q
Quelles caractéristiques ont les liaisons hydrogènes dans la glace
A
elles sont prévalentes
7
Q
Qu’elle est la forme de l’eau liquide en 3D
A
En 3D, un réseau de “mailles” se forment et se brisent continuellement entre molécules d’eau.
8
Q
Quelle est la caractéristique qui permet à la glace de flotter
A
SA densité est plus faible que l’eau (trrès rare en chimie) du aux structures tétrahédrales qui réduisent sa densité
9
Q
À quelle température la densité de l’eau est maximale
A
4C
10
Q
Quelles sont les caractéristiques de la densité en fonction de la
température de l’eau
A
La relation n’est pas linéaire et varie selon la température. Remarquez qu’entre 0 et 40 degrés, la densité varie entre 1 et 0,992 (pas
comparable à la glace)
entre 0-4 densité augmente
entre 0-100 densité diminue
11
Q
Comment la concentration de sel affecte la densité de l’eau
A
Plus il y a de sel plus elle est dense
12
Q
Qu’ariverait-il si une grandde quantité d’eau douce atteint l’océan
A
Elle resterait sur le dessus
13
Q
Qu’est ce que l’eau peut dissoudre
A
autant des gaz que des ions liquides/solides (un des meilleurs solvants)
14
Q
Comment le fait que l’eau est une excellent solvant modifie la géomorphologie
A
en dissolvant les ions des roches et fournissant ainsi des nutriments à la biosphère
15
Q
QU’est ce qu’une terre karstique
A
formations géologiques où l’eau a érodé et dissous les roches calcaires (20% des terres continentales)
16
Q
Qu’est-ce que la viscosité
A
propriété à résister à l’écoulement ou à changer de forme (tendance à coller aux autres surfaces = adhésion)
17
Q
Qu’elle est la relation de la viscosité avec la température
A
inversement proportionelle
18
Q
Qu’elle est l’impact de la viscosité de l’eau versus l’air
A
Offre une résistance au mouvement 100x supérieure à l’air
19
Q
Qu’est ce que le neuston
A
organismes vivant à la surface de l’eau
20
Q
Qu’est ce que la cohésion
A
résistance à être séparée
(liaisons H)
21
Q
Qu’est ce qui détermine la tension superficielle
A
Son adhésion et sa cohésion
Elle permet de résisté à certaines pressions
22
Q
Qu’elle est la différence entre la tension superficielle de l’eau et d’autre liquides
A
Elle est plus élevée
23
Q
Qu’arrive t’il si l’adhésion est plus grande que la cohésion
A
L’interface est hydrophile
24
Q
Que permet une interface hydrophile
A
Nécessaire pour les espèces respirant sous l’eau (branchies ou tout le corps)
25
Que permet une interface hydrophobe
Nécessaire pour plusieurs insectes respirant à la surface, pour réduire les entrées d’eau dans le corps d’organismes aquatiques, pour réduire la colonisation / prolifération d’organismes attachés sur la surface
26
Qu'arrive-t-il si la cohésion est plus grande que l'adhésion
L'interface est hydrophobe (imperméable)
27
Qu'est ce que la capilarité
Du à la tension de l'eau (ménisque), dans un petit vaisseau, l'eau monte passivement
28
Qu'elle est la relation entre la profondeur et la pression
elle augmente proportionnellement
29
qu'elle est la relation entre la pression et la solubilité des gaz
elle augmente proportionnellement
donc profondeur -> solubilité des gaz plus élevée
30
Comment la solubilité des gaz peut affecté la vie aquatique
les animaux aquatiques sont aussi vulnérables aux accidents de décompression (e.g. vessie natatoire des poissons)
31
Pourquoi le fond des lacs peut contenir d'avantage de CO2
Puisque davantage de gaz peut être dissous sous forte pression, le CO2 peut être sursaturé à de grandes profondeurs des lacs profonds.
32
Quelle est la principale source d’énergie des habitats aquatiques
la lumière
33
Qu'est ce qui limite la productivité
l’énergie disponible pour la photosynthèse
34
Qu'est ce qui détermine le profil thermique des lacs
l’énergie solaire qui y pénètre
35
Qu'est ce qui arrive à l'énergie des radiations entrantes
30% réfléchie par les nuages l'air, la poussière et la surface de la terre
20% absorbée par l'atmosphère (O3) et les nuages
Donc slmt 50% se rend à la surface terrestre
36
Comment l'effet de serre fontionne
L’atmosphère est perméable aux
radiations d’onde courtes mais absorbe les ondes longues
L’atmosphère est réchauffée par le bas via les ondes longues et la convection
37
Quelle est la longueur d'onde qui entre du soleil
Courtes
38
quelles ont les longueurs d'ondes émits de la Terre
Longues
39
Qu'est ce qui arrive aux longueurs d'ondes longues
Elles ont une faible énergie donc elles se font absorber par l'atmosphère
40
Qu'est ce qui arrive aux longueurs d'ondes courtes
Elles ont une énergie élevée donc qui pénètrent l’atmosphère
41
Que contient la lumière
Photons (paquets d'énergies)
42
Qu'est ce qui fait augmenter l'énergie de la lumière
L’énergie est proportionelle à la fréquence, mais inversement proportionelle à la longueur d’onde
43
Qu'est ce que la lumière
La lumière est une séquence perpétuelle d’ondes
44
Qu'est elle le facteur prédominant pour la quantité de lumière à la surface du lac
L’angle d’incidence des rayons solaires
45
Quelles sont les autres facteurs affectant la quantité de lumière à la surface du lac
la latitude,
la saison,
l’heure du jour,
l’altitude,
les conditions météo
46
Quelles molécules diffuses d'avantage les longueurs d'ondes courtes
l’O2, l’ozone (O3), la vapeur
d’eau, le CO2
47
Quelle sont les longueurs d,ondes qui atteignent majoritairement la surface d'un lac
la partie visible du spectre (surtout la partie rouge) et les infra-rouges.
48
Pourquoi les couchers de soleil sont oranges
à l’aube et au crépuscule la lumière traverse une plus grande distance dans l’atmosphère (angle prononcé) de sorte qu’une grande portion des courtes longueurs d’ondes est absorbée. Il reste les couleurs autour du rouge, donnant au ciel sa couleur caractéristique
49
Comment l'effet de la lumière indirecte change en fonction du temps
Contribution de la lumière indirecte est faible quand le soleil est directement au dessus du lac, mais significative quand le soleil est bas (20-40%)
50
Qu'est ce que la limière indirecte
Une certaine proportion de la
lumière atteint le lac indirectement par diffusion à partir de l’atmosphère (20% de la lumière)
Surtout les UV et les couleurs
bleu du spectre visible
51
Qu'elles sont les 3 options quand la lumière frappe un objet
absorbée, réfléchie (par des particules en suspension) ou transmise (diffusée) vers le bas
52
Qu'est ce qui donne aux lacs leur couleur
La proportion de lumière diffusée et absorbée
53
Qu'arrive-t-il plus il y a de particules en suspensiion et plus elles sont grosses
plus la lumière absorbée est dans les ondes courtes et celle diffusée dans les ondes longues (bleu-vert, vert, jaune)
54
Qu'est ce qui arrive avec la lumière qui frappe un lac
une certaine partie de la lumière est indirecte, une certaine est réfléchie et le reste est difffusée et absorbée
55
Qu'est ce que l'atténuation de la lumière
L’intensité lumineuse décroît de façon logarithmique avec la profondeur
56
Définit oligotrophe
Se dit d’un milieu aquatique pauvre en éléments nutritifs et présentant une productivité faible. Grande quantité d’oxygène dissous
Lac à eau pure, lumière pas contraignante, plutôt nutriments
57
Définit Mésotrophe
État transitoire d’un lac entre l’oligotrophie et l’eutrophie, caractérisé par un enrichissement en matières organiques, une productivité moyenne, et un certain déficit en ozygène dissous, mais jamais limitante.
58
Définit eutrophe
Se dit d’un milieu aquatique riche en substance nutritives et présentant une productivité élevée. Pauvre en oxygène dissous (anoxie)
59
Qu'est ce que la zone euphotique
Région allant de la surface à la
profondeur où 99% de la lumière reçue à la surface a disparu.
60
Pourquoi la zone euphotique va jusqu'à 99% de la lumière
Parce qu'on considère que l’intensité minimale lumineuse requise pour la photosynthèse est ~ 1% de la lumière de la surface
61
Comment mesurer l'atténuation
Le disque de Secchi
62
Explique la méthode du disque de Secchi
On descend le disque, lorsqu'on le voit plus, on note la profondeur, cela correspond environ à la profondedur ou il reste 10% de la lumière
63
Qu,est ce qui influence la méthode du disque de Secchi
La valeur est influencée par la
lumière ambiante et l’observateur
64
Pouquoi la profondeur du disque n'indique pas directement l'atténuation
La relation entre la distance de
Secchi et la quantité de lumière
photosynthétiquement
disponible (ou le coefficient
d’atténuation lumineuse) n’est
pas linéaire
65
Comment calculer le coefficient d'atténuation
Kd = (ln(i1)-ln(i2)) / (z2-z1)
i = intensités lumineuses
z = profondeurs
66
Quelle est la formule par rapport à la surface
iz = i0 e^(-Kd*z)
67
Comment calculer le % de transmission / m
% de transmission / m =
i2/(i1(z2-z1))
68
Comment utilise-t-on la profondeur de Secchi pour savoir la zone euphotique
Il s'agit du double de la profondeur de Secchi (échelle logarithmique), mais important il s'agit d'une approximation, particulièrement dangereux avec les lacs eutrophes
69
Comment la couleur affecte l'atténuation
Donc, plus un lac devient
eutrophe, plus la lumière bleue
est absorbée et plus la verte
diffusée est réfléchie
70
Quelle longueurs d'ondes absorbe la chlorophyll a
Le bleu et le rouge
71
Comment les pigments photosynthétiques des algues du phytoplanctons affectent l'atténuation
absorbent
spécifiquement certaines
longueurs d’ondes de la lumière
72
Comment l'atténuation selon la couleur change selon le niveau trophique du lac
Chez les lacs oligotrophes le rouge diminue plus rapidement
Chez les lacs mésotrophes le bleu diminue plus rapidement
Chez les lacs eutrophe le bleu diminue encore plus rapidement
73
Pourquoi existe-il d'autres molécules pour l'absorption de la lumière
Parce que les longueurs d'ondes vertes sont inutilisées par les organismes photosynthétiques
74
Quel est le nom du pigment des cyanobactéries
Phycobilines
75
Quelle est la fonction des phycobilines
transférer la lumière verte à la chlorophylle a pour la photosynthèse.
76
Pourquoi les cyanobactéries peuvent être profondes dans un lac eutrophe
utilisent le vert non absorbé par les
algues supérieures qui utilisent
surtout le bleu et le rouge. Évite la compétition et minimise le risque de broutage
77
Quelle est la conversion entre la lumière et la chaleur
Une perte de lumière = gain de chaleur
78
Est-ce que le profil thermique selon la profondeur dans un lac devrait être similaire au profil de la lumière? (une diminution de la
lumière devrait-elle entrainer une chaleur proportionelle à une profondeur donnée)?
Non! L’eau se stratifie dans le lac car l’eau chaude moins dense repose par-dessus l’eau froide plus dense
79
Quelles sont les 3 régions selon leur profil thermique
Epilimnion (chaud et dessus)
Métalimnion (ou thermocline)
Hypolimnion (froid et profonde)
80
Qu'est ce que l'epilimnion
couche uniforme d’eau chaude brassée par le vent
81
Qu'est ce que l'hypolimnion
couche uniforme d’eau froide non affectée par le vent
82
Qu'est ce que le métalimnion (thermocline)
zone intermédaire où la température chute rapidement avec la profondeur
(zone de discontinuité thermique)
83
Comment les catastrophe affectent la stratisfication thermique
Même un ouragan affecte peu la stratification et il y a peu de brassage entre l’épilimnion et l’hypolimnion
84
Qu'est ce qui affecte la stabilité (probabilité que les strates demeurent inchangées)
dépend de la différence de densité entre les couches
Faible stabilité dans les eaux froides
Grande stabilité dans les eaux chaudes
Grande stabilité dans les grandes différences de température
85
Quelle est la stratisfication thermique au début du printemps
- Pas de différence de densité
- Pas de résistance au brassage
- La chaleur absorbée en surface est distribuée dans toute la colonne d’eau
86
Qu'est ce que le turnover (brassage du printemps)
- Période de l’année où toute la colonne d’eau est mélangée par les vents.
- Sa durée dépend de la profondeur du lac (quelques jours à quelques semaines)
- Dans les lacs très profonds l’eau au fond demeure toujours à 4 degrés mais peut monter à 10 degrés dans les lacs peu profonds.
- Permet de réoxygéner la colonne d'eau et de redistribuer les nutriments
87
Quelle est la stratisfication thermique au milieu du printemps
- Les jours plus longs et chauds fournissent plus de chaleur à la surface
- L’eau de surface se réchauffe plus vite que la chaleur peut être redistribuée
- Il y a maintenant de la résistance au brassage
- La température de l’hypolimnion ne changera plus beaucoup de l’année
88
Quelle est la stratisfication thermique à la fin du printemps
- L’épilimnion “flotte” sur l’hypolimnion
- Grande différence de densité
89
Quelle est la stratisfication thermique à la fin de l'été
- L’épilimnion a continué de se réchauffer
- La stratification thermique est très forte
- L’hypolimnion peut se réchauffer par radiation directe dans les lacs oligotrophes
- La décomposition du plancton mort peut mener à une baisse de l’oxygène dans l’hypolimnion (mais une abondance de nutriments (ont décanter))
90
Quelle est la stratisfication thermique à la fin de l'automne
- La différence de densité entre l’épilimnion et l’hypolimnion diminue à mesure que la couche supérieure se rafraîchit.
- Le brassage automnal a lieu
- Cela retourne l’oxygène aux eaux profondes et les nutriments à la surface.
91
Quelle est la stratisfication thermique à l'hiver
- La température à la surface baisse sous les 4 degrés, et l’eau de surface est donc moins dense que l’eau à 4 degrés et “flotte” sur celle-ci.
- La glace empêche le vent de mélanger l’eau froide de surface avec l’eau plus profonde
- On obtient une stratification inverse
92
Qu'est ce qu'un lac amictique
aucun brassage car le lac est gelé. Surtout en Antarctique, quelques uns à de très haute altitudes
93
Qu'est ce qu'un lac Holomictique
le lac se mélange complètement (de la surface au fond)
94
Qu'est ce qu'un lac méromictique
ne se mélange jamais complètement à cause de l’accumulation de composés dissous dans la couche la plus profonde (comme le sel)
95
Qu'est ce qu'un lac monomictique (fait partie des lacs holomictiques)
une seule période annuelle de brassage (peuvent être lacs monomictiques froids ou chauds)
96
Qu'est ce qu'un lac dimictique (fait partie des lacs holomictiques)
deux périodes de brassage, et deux
stratifications différentes
97
Qu'est ce qu'un lac polymictique (fait partie des lacs holomictiques)
se mélangent plusieurs fois par année (peuvent être chauds ou froids)
98
Qu'est ce qu'un lac monomictique froid
- Une seule période de brassage
- Gelé tout l’hiver (stratification inverse)
- Brassage bref pendant l’été
- Lacs arctiques et alpins
99
Qu'est ce qu'un lac monomictique chaud
- Une seule période de brassage
- Stratification thermique en été
- Ne gèle pas, brassage continuel en hiver
100
Qu'est ce qu'un lac Polymictique froid
- Gelé en hiver, mais pas de glace en été
- Peut se stratifier brièvement quelques fois pendant l’été (périodes de temps doux), mais ces périodes sont souvent interrompues
- Lacs tempérés peu profonds (<20m) d’une grande superficie, certains lacs alpins ou arctiques
101
Qu'est ce qu'un lac polymictique chaud
- Jamais de glace
- Peut se stratifier pendant des jours ou des semaines, plusieurs fois par année
- Lacs tropicaux
- Peut se faire brassé par des différences de température ou des grands vents
102
Qu'est ce que le mixolimnion
Zone qui peut être brassée
103
Quelle est la stratification d'un lac méromictique
Thermocline (mixolimnion)
Chimiocline (mixolimnion)
Monimocline (jamais de brassage)
