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Eco aquatique > Cours 3 > Flashcards

Cours 3 Flashcards

(84 cards)

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1
Q

Qu’est ce qui modifie le mouvement de l’eau

A

Altéré par la gravité, la morphométrie du lac, la densité de l’eau (stratification ou non), l’exposition au vent (influence du relief du bassin versant)

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Q

Qu’est ce que les mouvements d’eau modifient

A

Ce sont les mouvements d’eau qui gouvernent les variations des paramètres physico-chimiques, la distribution des gas dissous et des nutriments, et des organismes planctoniques

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3
Q

Qu’est ce qui crée le mouvement de l’eau

A

Transfert d’énergie du vent vers l’eau

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4
Q

Quels sont les deux types de mouvement d’eau

A

turbulence
laminaire

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5
Q

Quels sont la majorité des mouvements d’eau

A

Turbulence

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6
Q

Qu’est ce qui modifie le niveau de brassage

A

dépend des gradients de densité (brassage à l’intérieur de l’épilimnion)

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7
Q

Explique comment le mouvement varie selon la profondeur

A

mouvement de plus en plus turbulent près de la surface de l’eau en haut

le mouvement demeure laminaire dans la “couche limite”, où la vitesse est moins de 99% de la vitesse max (où il y a un effet de friction)

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8
Q

Comment on détermine s’il s’agit de turbulence ou du mouvement laminaire

A

Dépend du nombre de Reynolds (Re)
Le mouvement laminaire est possible seulement quand Re est petit

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9
Q

Comment sont calculés les nombre de Reynolds

A

Re est un ratio entre la force d’inertie d’un objet dans l’eau et la force de viscosité que l’objet exerce (dépend de sa vitesse)

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10
Q

Qu’arrive t’il à l’eau entre 25 à 0 C

A

La viscosité double

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11
Q

Comment la viscosité influence des organismes de tailles disctinctes

A

Les effets de la viscosité (résistance au mouvement) augmentent avec une échelle spatiale qui diminue; effets plus prononcés chez les petits organismes.

Conséquences sur la morphologie ou la phénologie des organismes

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12
Q

Pourquoi les phytoplanctons plus gros sont uniquement présent au printemps

A

phytoplancton coule 70x plus vite à 25 qu’à 5 C, donc grosses espèces souvent au printemps

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13
Q

Quelles sont les pressions de l’eau sur les individus de petite taille.

A

Re a peu d’impact
Viscosité a Beaucoup d’impact
Force d’inertie a peu d’impact
Le débit doit être laminaire ou absent
Le forme du corps est variable
La diffusion est moléculaire
Le taux de sinking est lent
Le besoin relatif énergétique pour le mouvement est élevé

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14
Q

Quelles sont les pressions de l’eau sur les individus de grande taille.

A

Re a beaucoup d’impact
Viscosité a peu d’impact
Force d’inertie a beaucoup d’impact
Le débit importe peu
Le forme du corps est en torpille
La diffusion est par transport
Le taux de sinking est élevé
Le besoin relatif énergétique pour le mouvement est faible

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15
Q

Quelle proportion du vent est convertie en courant

A

La vitesse du courant est seulement 2-3 % de celle du vent qui le génère, et elle décroît exponentiellement avec la profondeur

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16
Q

Comment la vitesse minimale critique pour générer du courant varie

A

dépend de la morphométrie du lac

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17
Q

Qu’est ce qui arrive quand le courant atteint le bout de petits lacs

A

Une partie de l’eau circule vers les côtés
Une autre partie descend vers le fond du lac (ou de l’épilimnion)

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18
Q

Qu’est ce que des gyres

A

Dans les très grands lacs profonds,
la force de Coriolis peut faire dévier
les courants jusqu’à 45 degrés par rapport à l’axe du vent (angle dépend de la profondeur/surface)

Qui crée des courants en rond

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19
Q

Qu’est ce que les spirales d’Ekman

A

À la surface le courant est dévié de 45 degrés
À la couche inférieure, l’eau est aussi induite en mouvement par la
couche au-dessus, mais cette couche est aussi déviée de 45 degrés
Ainsi de suite en descendant, produisant une spirale

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20
Q

Qu’est ce qu’une vague

A

Mouvement à la surface SANS déplacement d’eau dans la direction du vent.

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21
Q

Qu’est ce qui arrive après une vague

A

Des oscillations à la surface, l’eau circule en rond et revient où elle était après le passage de la vague.
L’oscillation se déplace, mais pas l’eau

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22
Q

Comment les vagues créent de la turbulence?

A

Il y a turbulence seulement quand les vagues cassent (L/h < 10). Dans ce cas, il y a brassage.

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23
Q

Qu’est ce qui détermine la hauteur des vagues

A

Le fetch: distance continue sans interruption sur laquelle le vent peut souffler sur le lac
- Ex: coupe à blanc autour d’un lac peut mener à épilimnion plus creux de 2 m (pcq beaucoup plus de brassage par le vent au printemps)
- Température (vagues plus hautes quand T est élevée) (viscosité plus faible)
- Profondeur (pour les grands lacs)

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24
Q

Comment le fetch est déterminé

A

selon la longueur du lac dans un sens parrallèle au vent

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25
Qu'est ce que les spirales de Langmuir
Mouvement vertical et horizontal de l’eau (contrairement aux vagues)
26
Ou se trouve les spirales de Langmuir
Brassage vertical dans l’épilimnion seulement
27
Quand peut-on observé les spirales de Langmuir
Quand le vent est faible, mais présent
28
Qu'est ce qui forment les lignes blanches caractéristiques sur l'eau des spirales de Langmuir
Zones de convergence (downwelling) : forment les lignes caractéristiques sur l’eau (mousse, débris, plancton), qui comprennent des surfactants issues de la décomposition
29
Compare les zones de convergence vs les zones de divergences
Mouvement vers le bas 3x plus rapide que les zones de divergence
30
Comment les lignes de convergences peuvent être utilisés pour l'échantillonage
Comme le plancton y reste pris, cela est utilisé lors de l’établissement de plans d’échantillonnage des communautés planctoniques d’un lac
31
Qu'est ce qui peut arrivé après des vents violents à la thermocline
se met à osciller (détectable par des variations de hauteurs de la surface ou de la thermocline).
32
Qu'est ce que l'oscillation de la thermocline après des grands vents permet
Un peu de mélange entre épi- et hypolimnion = apport de nutriments à l’épilimnion
33
Comment s'appelle l'oscillation de la thermocline suite à des grands vents
Les ondes ou la seiche interne
34
Quelles sont les caractéristiques morphométriques d'un lac
- Surface (km2) - Volume (km3) - Profondeur moyenne (m) = volume / surface - Superficie du bassin versant (km2) - Débit des émissaires (m3 / s) - Indice de développement des berges (DL)
35
Comment se calcule l'indice de développement des berges
DL= Périmètre du lac / 2*√(surface du lac*pi)
36
Que représente l'indice de développement des berges
Un lac parfaitement rond a un indice de 1 Généralement, plus l’indice est élevé, moins le lac est profond et plus l’influence/contribution du bassin versant (fournit les nutriments) est importante. C’est donc un indice de productivité
37
Qu'est ce que la productivité
augmentation en biomasse par unité de temps. Quand elle est élevée, beaucoup d’organismes (croissance + reproduction)
38
Qu'est ce que le temps de séjour (Ts)
Temps nécessaire pour renouveller l’eau du lac
39
Comment calculé le temps de séjour
Normalement, on pourrait le calculer en faisant: volume du lac / débit des effluents (sortie d’eau) + évaporation + infiltration Si on assume que la quantité d’eau dans le lac demeure constante, on peut plus facilement faire: volume du lac (m3) / débit des affluents (m3 / s)
40
Quels sont les ordres de grandeur des temps de séjour
Assez court: 1-2 ans Court : 6 mois à 1 an Très court : moins de 6 mois (dans ces conditions le plancton est évacué avant de pouvoir proliférer)
41
Pourquoi c’est utile le Ts d’un point de vue écologique?
Correspond au temps alloué aux particules en suspension pour sédimenter dans le lac Fournit une mesure du temps alloué au phytoplancton pour absorber les nutriments et se multiplier avant d’être expulsé du lac (dynamique des nutriments) (peut indiquer plus de chance d'eutrophisation) Attention, pas toujours valable s’il n’y a jamais de brassage complet dans le lac (e.g. lacs tropicaux stratifiés en permanence).
42
Qu'est ce que Ratio surface bv / volume
Ratio entre superficie du bassin versant (km2) et volume du lac (km3)
43
Comment le ratio surface bv / volume peut être combiné au Ts
Quand Ts est long, le ratio est petit exemple: lac Supérieur a un ratio = 1,6 (pour une profondeur moyenne de 148 m) Pour le lac Memphrémagog, le ratio est 17,6 (pour une profondeur moyenne de 16 m)
44
Pourquoi est-il important de combiner plusieurs indices afin de connaitre les caractéristiques d'un lac
Car aucun indice par lui seul permet de faire des hypothèse sur la composition du lac
45
Comment mesuré l'oxygène dans l'eau
Peut être mesuré avec un oxymètre
46
Pourquoi l'oxygène est important dans l'eau
Crucial pour les organismes vivants Impliqué dans la dynamique des nutriments (N, P)
47
Décrit la relation entre la solubilité de l'O2 et la température
L'O2 est maximale à 0 C
48
Pourquoi les organismes marins sont plus sensibles à des fluctuations de l'oxygène que les organismes terrestres
Parce que la concentration est beaucoup plus faible dans l'eau que dans l'air
49
Qu'est ce que la normoxie
concentration suffisantes pour les activités métaboliques
50
Qu'est ce que l'hypoxie
concentration insuffisante
51
Qu'est ce que l'anoxie
sans oxygène
52
Quelles sont les sources d'O2 dans l'eau
1) Par diffusion : au contact air/eau, lent processus facilité par la turbulence... ça peut prendre des années à une molécule d’O2 pour atteindre 5 m de profondeur Puisque pas de consommateurs, l'O2 diffuse peut restée longtemps dans un lac oligotrophe 2) Photosynthèse (de loin la principale source)
53
Facteurs influençant la quantité d’O2 dissous
- Température - Aération (brassage favorise diffusion) AJOUT - Photosynthèse des autotrophes (le jour) AJOUT - Respiration des autotrophes la nuit, des hétérotrophes PERTE - Activité des décomposeurs PERTE - Oxydation chimique (fixation de l’oxygène) PERTE
54
Qu'est ce qui modifie la distribution de l'oxygène
fluctue selon la saison, la profondeur, le niveau trophique
55
Qu'arrive -t'il a l'O2 dans un lac dimictique pendant le brassage du printemps/automne
durant la période de retournement, l’oxygène est à saturation partout
56
Qu'est ce que la distribution orthograde de l’oxygène
selon la température, tendance inverse à la thermocline (été pour un lac oligotrophe)
57
Qu'est ce qu'une distribution clinograde de l'oxygène
Surface: O2 dissous est élevé (parfois sursaturé) Fond: hypoxie, voire anoxie Présent à l'été pour un lac eutrophe L'O2 dans l'hypolimnion est consommée par les organismes décomposeurs. L'O2 à la surface est élevée dù aux producteurs
58
Quel information donne la vitesse avec laquelle l'O2 de l'hypolimnion disparait
Peut être un indice du niveau d'eutrophisation Plus l'O2 diminue rapidement, plus le lac est productif
59
Quels sont les facteurs qui permettent de comparer les vitesses de disparition de l'hypolimnion
1- La température de l’hypolimnion soit la même 2- Le volume de l’hypolimnion soit semblable 3- La surface de contact des sédiments est semblable Pour comparer: faire les calculs en terme de mg/m3/jour
60
Qu'arrive t-il à l'O2 dans un lac oligotrophe en hiver
Pas de décomposition, alors l’oxygène suit la température
61
Qu'arrive-t-il a l'O2 dans un lac eutrophe en hiver
La décomposition au fond se poursuit, mais au ralenti, donc O2 reste plus faible au fond, mais différence moindre
62
Quelle est la variation journalière de l'O2 dans un lac oligotrophe
Proche de 100% saturation (reste inchangé)
63
Quelle est la variation journalière de l'O2 dans un lac eutrophe
Dans un lac eutrophe, on peut passer de l’anoxie (la nuit) à une sursaturation (>250%) le jour grâce à l’activité photosynthétique
64
Quelles sont les 2 types de matières dissoutes
organique (DOM) comme acides humiques ou COD; et inorganique, comme les carbonates de calcium (CaCO3)
65
Quelles sont les matières en suspension (MES)
organique (plancton) ou COP; ou inorganique (sable, argile, etc..)
66
Qu'est ce qui modifie la turbidité
Les matières dissoutes et en suspensions
67
Quelle matière organique dissoute est généralement mesurée et d'ou provient-il
COD = carbone organique dissous (DOC) humique: provient de la décomposition de la lignine, cellulose, et tannins non-humique: lipides, protéines, urée...)
68
Quel type de matière particulaire est généralement mesurée
- COP = carbone organique particulaire (POC). FPOM et CPOM (fine et coarse)
69
Comment évaluer la quantité de matière organique
Se fait par l’estimation de la demande biochimique en oxygène (DBO totale) = (DBO5 + DCO)
70
Qu'est ce que le DBO5
demande biologique en oxygène = O2 utilisé par les micro-organismes pour décomposer la matière organique
71
Qu'est ce que le DCO
Demande chimique en oxygène = oxygène utilisé pour l’oxydation de la matière organique avec des réactifs chimiques en particulier (totalité des substances oxydables, qu’elles soient biodégradables ou non) DCO toujours plus élevé que DBO5
72
Où se trouve les matières organiques dans les lacs et quelle est l'utilité
Peut se trouver dans les sédiments (contribue alors à l’adsorption de certaines substances (pesticides, métaux lourds)
73
Quelles sont les valeur de M.O. et de DBO5 dans les lacs oligotrophes
peu de M.O. et valeurs de DBO5 faibles
74
Quelles sont les valeur de M.O. et de DBO5 dans les lacs eutrophes
Beaucoup de M.O. et valeurs de DBO5 élevées
75
Comment la polution influence le taux d'O2 dissous
Dû aux réactions des produits avec l'O2, la quantité d'oxygène dissous réduit grandement, amenant parfois des situations d'anoxie
76
Comment le carbone passe t'il d'organique à inorganique
Par le cycle de Krebs (respiration cellulaire) pour produire de l'ATP)
77
Est ce que la composition en lignine et en cellulose est identique pour toute les espèce de plantes
Non chaque espèce est différente
78
Comment la composition de lignine change le carbone dissous
Dans des grandes concentrations de lignine la quantité de carbone dissous siminue de manière stable, alors que lorsqu'il y a peu de lignine elle diminue sur une échelle logarithmique (rapidement au début et plus lentement à la fin)
79
Quelle forme de carbone inorganique est prédominante dans les eaux douces
Le bicarbonate (HCO3-)
80
Quelles sont les trois formes de carbone inorganique et qu'est ce qui détermine la forme présente
CO2 (H2CO3) HCO3- CO3(2-) Déterminé par le pH
81
Quelle est la solubilité du CO2
200x plus élevé que l'O2
82
Qu'est ce qui permet la capacité tampon de l'eau
Dépend de la fréquence relative des 3 formes Pour des eaux bien tamponnées, si l’équilibre entre les formes est perturbé (e.g. respiration, photosynthèse, pluies acides), la réaction se fera dans le bon sens pour rétablir l’équilibre CO2 + H2O <-> H2CO3 <-> HCO3- + H+ <-> CO3(2-) + 2H+
83
Comment le CO2 affecte le pH
On voit que si [CO2] augmente, alors [H+] augmente aussi, menant à une diminution du pH
84
Pourquoi les tampons sont meilleurs dans les lacs à sols calcaires
Puisque le calcaire possède beaucoup de carbonates de calcium (CaCO3), dans le cadre d'un changement de pH duu CO3- est relaché, ce qui ramène le pH à la normale

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