Corrigé rédigé

Face à un danger, l’organisme doit réagir vite. La fuite n’est possible que si deux phénomènes sont coordonnés : une réponse de stress aigu qui prépare le corps à l’effort, et une commande nerveuse volontaire qui déclenche les mouvements adaptés. Le système nerveux joue donc un rôle central, car il reçoit les informations, les intègre et déclenche des réponses motrices et physiologiques.

Tout commence par la perception du danger. Des récepteurs sensoriels détectent un élément menaçant : un bruit, une image, une odeur ou une situation inhabituelle. Des messages nerveux sensitifs sont alors transmis vers le système nerveux central. Au niveau cérébral, certaines structures impliquées dans les émotions, notamment l’amygdale et plus largement le système limbique, participent à l’identification de l’agent stresseur. Cette analyse déclenche une réaction de stress aigu.

La première réponse est très rapide. Le système nerveux autonome, en particulier sa composante sympathique, stimule la médullosurrénale. Celle-ci libère de l’adrénaline dans le sang. Cette hormone provoque une augmentation de la fréquence cardiaque, de la fréquence respiratoire et une mobilisation du glucose. Ces modifications sont utiles pour fuir : les muscles reçoivent davantage de dioxygène et de nutriments, ce qui rend l’effort plus efficace.

Une seconde réponse, plus lente, met en jeu l’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien. L’hypothalamus sécrète de la CRH, qui stimule l’hypophyse. L’hypophyse libère alors de l’ACTH, qui agit sur les corticosurrénales. Celles-ci produisent du cortisol. Le cortisol favorise la mobilisation du glucose et aide l’organisme à maintenir l’effort. Il exerce aussi un rétrocontrôle négatif sur l’axe de commande, ce qui permet d’éviter que la réponse de stress ne se prolonge inutilement lorsque le danger disparaît.

Cette préparation physiologique ne suffit pas : il faut aussi produire un mouvement. Le mouvement volontaire de fuite prend naissance dans les aires motrices du cortex cérébral. Des observations d’imagerie cérébrale montrent que ces aires s’activent lors de la préparation et de l’exécution d’un mouvement volontaire. Les messages nerveux moteurs descendent ensuite par la moelle épinière jusqu’aux neurones moteurs, qui commandent les muscles.

Chaque neurone moteur transmet son message à des fibres musculaires au niveau de la jonction neuromusculaire. L’arrivée du message nerveux entraîne la libération d’acétylcholine, qui déclenche un message électrique dans la fibre musculaire. La contraction musculaire repose ensuite sur l’interaction entre les filaments d’actine et de myosine, avec consommation d’ATP. Le glucose mobilisé pendant le stress contribue donc à fournir l’énergie nécessaire à la contraction.

La fuite est efficace parce que ces mécanismes sont coordonnés. Le stress aigu augmente rapidement les capacités cardio-respiratoires et énergétiques, tandis que le système nerveux volontaire commande précisément les muscles impliqués dans la course. Des informations sensorielles reçues pendant le mouvement permettent aussi d’ajuster la trajectoire, l’équilibre et l’intensité de l’effort.

Conclusion. Le système nerveux permet à la fois de détecter le danger, de déclencher une réponse de stress aigu et de commander le mouvement volontaire. La fuite repose donc sur l’intégration de plusieurs systèmes : nerveux, endocrinien, cardio-respiratoire et musculaire.

Corrigé rédigé

Les éruptions volcaniques majeures n’ont pas un effet unique sur la température atmosphérique. Leur influence dépend des produits émis et de l’échelle de temps considérée. Les documents montrent que les aérosols soufrés agissent rapidement, tandis que le CO2 et l’altération des roches volcaniques interviennent sur des durées beaucoup plus longues.

Le document 1 présente plusieurs provinces magmatiques géantes, aussi appelées trapps. Les trapps de Sibérie datent d’environ 252 Ma et représentent environ 4 millions de km³ de roches. Les trapps CAMP datent d’environ 200 Ma et les trapps du Deccan d’environ 65 Ma, avec environ 2 millions de km³ chacun. Ces volumes montrent qu’il s’agit d’épisodes volcaniques considérables, capables d’injecter de grandes quantités de gaz dans l’atmosphère pendant des durées allant de quelques centaines de milliers d’années à environ 2 millions d’années.

À court terme, les éruptions peuvent provoquer un refroidissement. Le document 2 indique que les gaz volcaniques peuvent contenir du dioxyde de soufre, SO2. Dans l’atmosphère, ce gaz réagit avec le dioxygène et l’eau pour former des gouttelettes d’acide sulfurique : ce sont des aérosols soufrés. Ces particules augmentent l’albédo de l’atmosphère, car elles réfléchissent une partie du rayonnement solaire vers l’espace. Moins d’énergie solaire atteint alors le sol, ce qui diminue la température atmosphérique.

L’exemple du Pinatubo confirme ce mécanisme. En 1991, cette éruption a émis environ 17 millions de tonnes de SO2. Le document 3a montre qu’après l’éruption, la profondeur optique des aérosols augmente fortement, ce qui signifie que la quantité d’aérosols soufrés dans l’atmosphère augmente. Dans le même temps, l’anomalie de température devient nettement négative, jusqu’à environ -0,6 à -0,7 °C. Le document 3b montre aussi une baisse de la transmission du rayonnement solaire à travers l’atmosphère : elle passe d’environ 93 % avant l’éruption à près de 83 % après l’éruption. Ces données relient donc SO2, aérosols, diminution du rayonnement reçu et refroidissement temporaire.

À une échelle de temps plus longue, les éruptions majeures peuvent aussi favoriser un réchauffement. Les gaz volcaniques contiennent du CO2, un gaz à effet de serre. Contrairement aux aérosols soufrés, qui disparaissent relativement vite de l’atmosphère, une partie du CO2 peut y rester plus longtemps. Une augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 renforce l’effet de serre : davantage de rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre est absorbé par l’atmosphère, ce qui élève la température moyenne.

Les provinces magmatiques géantes peuvent donc entraîner des variations de température sur des milliers à des centaines de milliers d’années, car leurs émissions sont très volumineuses et parfois prolongées. Le document 5 confirme que la variation importante et rapide de la concentration en CO2 dans l’atmosphère agit après l’effet bref des aérosols soufrés. Cet effet n’est donc pas immédiat comme le refroidissement par aérosols, mais il peut être plus durable.

Enfin, à très long terme, les roches mises en place par ces éruptions peuvent contribuer à diminuer la température atmosphérique. Le document 2a montre que les provinces magmatiques géantes sont constituées de basaltes, des roches silicatées. Le document 4 explique que ces roches subissent une altération chimique sous l’action des précipitations. L’altération de minéraux silicatés comme l’anorthite consomme du CO2 atmosphérique et produit des ions transportés par les cours d’eau. La précipitation de carbonates libère une partie du CO2, mais le bilan global de la transformation conduit à stocker du carbone sous forme de carbonates.

Ce mécanisme agit sur des temps très longs, jusqu’à des centaines de milliers ou des millions d’années. En consommant progressivement du CO2 atmosphérique, l’altération des silicates réduit l’effet de serre. Elle peut donc contribuer à un refroidissement climatique durable. Le document 5 place d’ailleurs l’altération des silicates après les effets des aérosols et du CO2, ce qui confirme l’importance de l’échelle de temps.

Conclusion. Les éruptions volcaniques majeures peuvent modifier la température atmosphérique de plusieurs façons. À court terme, les aérosols soufrés augmentent l’albédo et provoquent un refroidissement. À plus long terme, le CO2 volcanique peut renforcer l’effet de serre et provoquer un réchauffement. À très long terme, l’altération des basaltes consomme du CO2 et peut entraîner un refroidissement. La température dépend donc de l’équilibre entre ces mécanismes et de leur durée d’action.