AP Sciences environnementales

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.A : Expliquer comment la disponibilité des ressources influence les interactions entre espèces.

• ERT-1.A.1 Dans une relation prédateur-proie, le prédateur est un organisme qui mange un autre organisme (la proie).
• ERT-1.A.2 La symbiose est une interaction étroite et de longue durée entre deux espèces dans un écosystème. Les types de symbiose incluent la mutualisme, le commensalisme et le parasitisme.
• ERT-1.A.3 La compétition peut se produire au sein ou entre espèces dans un écosystème où les ressources sont limitées. La partition des ressources — utiliser les ressources de manières, lieux ou moments différents — peut réduire l'impact négatif de la compétition sur la survie.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.B : Décrire la distribution mondiale et les principaux aspects environnementaux des biomes terrestres.

• ERT-1.B.1 Un biome contient des communautés caractéristiques de plantes et d'animaux qui résultent de son climat et y sont adaptées.
• ERT-1.B.2 Les grands biomes terrestres incluent la taïga, les forêts pluviales tempérées, les forêts saisonnières tempérées, les forêts tropicales humides, les landes, les prairies tempérées, la savane, le désert et la toundra.
• ERT-1.B.3 La distribution mondiale des ressources naturelles terrestres non minérales, telles que l'eau et les arbres destinés à la construction, varie en raison d'une combinaison de climat, géographie, latitude et altitude, disponibilité des nutriments et sol.
• ERT-1.B.4 La distribution mondiale des biomes est dynamique ; elle a changé dans le passé et pourrait à nouveau se déplacer en raison des changements climatiques mondiaux.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.C : Décrire la distribution mondiale et les principaux aspects environnementaux des biomes aquatiques.

• ERT-1.C.1 Les biomes d'eau douce incluent les ruisseaux, les rivières, les étangs et les lacs. Ces biomes d'eau douce constituent une ressource vitale pour l'eau potable.
• ERT-1.C.2 Les biomes marins incluent les océans, les récifs coralliens, les marais et les estuaires. Les algues dans les biomes marins fournissent une grande partie de l'oxygène de la Terre et absorbent également le dioxyde de carbone de l'atmosphère.
• ERT-1.C.3 La distribution mondiale des ressources naturelles marines non minérales, telles que les différents types de poissons, varie en raison d'une combinaison de salinité, profondeur, turbidité, disponibilité des nutriments et température.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.D : Expliquer les étapes et les interactions entre réservoirs dans le cycle du carbone.

• ERT-1.D.1 Le cycle du carbone est le mouvement des atomes et des molécules contenant l'élément carbone entre les sources et les puits.
• ERT-1.D.2 Certains des réservoirs dans lesquels les composés du carbone se trouvent dans le cycle du carbone retiennent ces composés pendant de longues périodes, tandis que d'autres les retiennent pendant des périodes relativement courtes.
• ERT-1.D.3 Le carbone circule entre la photosynthèse et la respiration cellulaire chez les êtres vivants.
• ERT-1.D.4 La décomposition des plantes et des animaux a conduit au stockage du carbone sur des millions d'années. La combustion des combustibles fossiles transfère rapidement ce carbone stocké vers le carbone atmosphérique, sous forme de dioxyde de carbone.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.E : Expliquer les étapes et les interactions entre réservoirs dans le cycle de l'azote.

• ERT-1.E.1 Le cycle de l'azote est le mouvement des atomes et des molécules contenant l'élément azote entre les sources et les puits.
• ERT-1.E.2 La plupart des réservoirs dans lesquels les composés de l'azote se trouvent dans le cycle de l'azote retiennent ces composés pendant des périodes relativement courtes.
• ERT-1.E.3 La fixation de l'azote est le processus par lequel l'azote atmosphérique est converti en une forme d'azote (principalement l'ammoniac) disponible pour l'absorption par les plantes et qui peut être synthétisée en tissus végétaux.
• ERT-1.E.4 L'atmosphère est le principal réservoir d'azote.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.F : Expliquer les étapes et les interactions entre réservoirs dans le cycle du phosphore.

• ERT-1.F.1 Le cycle du phosphore est le mouvement des atomes et des molécules contenant l'élément phosphore entre les sources et les puits.
• ERT-1.F.2 Les principaux réservoirs de phosphore dans le cycle du phosphore sont les roches et les sédiments contenant des minéraux riches en phosphore.
• ERT-1.F.3 Il n'y a pas de composante atmosphérique dans le cycle du phosphore, et les limitations que cela impose au retour du phosphore de l'océan vers les terres font que le phosphore est naturellement rare dans les écosystèmes aquatiques et beaucoup d'écosystèmes terrestres. Dans les écosystèmes non perturbés, le phosphore est le facteur limitant des systèmes biologiques.

Compréhension durable (ERT-1) : Les écosystèmes sont le résultat d'interactions biotiques et abiotiques.

Objectif d'apprentissage ERT-1.G : Expliquer les étapes et les interactions entre réservoirs dans le cycle hydrologique.

• ERT-1.G.1 Le cycle hydrologique, alimenté par le soleil, est le mouvement de l'eau dans ses divers états solide, liquide et gazeux entre les sources et les puits.
• ERT-1.G.2 Les océans constituent le principal réservoir d'eau à la surface de la Terre, les calottes glaciaires et les eaux souterraines agissant comme des réservoirs beaucoup plus petits.

Compréhension durable (ENG-1) : L'énergie peut être convertie d'une forme à une autre.

Objectif d'apprentissage ENG-1.A : Expliquer comment l'énergie solaire est acquise et transférée par les organismes vivants.

• ENG-1.A.1 La productivité primaire est le taux auquel l'énergie solaire (lumière du soleil) est convertie en composés organiques via la photosynthèse sur une unité de temps.
• ENG-1.A.2 La productivité primaire brute est le taux total de photosynthèse dans une zone donnée.
• ENG-1.A.3 La productivité primaire nette est le taux de stockage d'énergie par les photoautotrophes dans une zone donnée, après soustraction de l'énergie perdue par la respiration.
• ENG-1.A.4 La productivité est mesurée en unités d'énergie par unité de surface par unité de temps (par exemple, $\text{kcal/m}^2\text{/yr}$).
• ENG-1.A.5 La majeure partie de la lumière rouge est absorbée dans les premiers 1 m d'eau, et la lumière bleue ne pénètre qu'à plus de 100 m dans l'eau la plus claire. Cela affecte la photosynthèse dans les écosystèmes aquatiques, dont les photoautotrophes ont développé des mécanismes d'adaptation pour pallier le manque de lumière visible.

Compréhension durable (ENG-1) : L'énergie peut être convertie d'une forme à une autre.

Objectif d'apprentissage ENG-1.B : Expliquer comment l'énergie circule et la matière passe à travers les niveaux trophiques.

• ENG-1.B.1 Tous les écosystèmes dépendent d'un apport continu d'énergie de haute qualité afin de maintenir leur structure et leur fonction de transfert de matière entre l'environnement et les organismes via les cycles biogéochimiques.
• ENG-1.B.2 Les cycles biogéochimiques sont essentiels à la vie et chaque cycle démontre la conservation de la matière.
• ENG-1.B.3 Dans les communautés terrestres et marines de surface, l'énergie circule du soleil vers les producteurs aux niveaux trophiques inférieurs, puis vers les niveaux trophiques supérieurs.

Compréhension durable (ENG-1) : L'énergie peut être convertie d'une forme à une autre.

Objectif d'apprentissage ENG-1.C : Déterminer comment l'énergie diminue lorsqu'elle circule à travers les écosystèmes.

• ENG-1.C.1 La règle des 10 % approxime qu'au cours du transfert d'énergie d'un niveau trophique au suivant, environ 10 % de l'énergie est transmise.
• ENG-1.C.2 La perte d'énergie qui se produit lorsque l'énergie passe des niveaux trophiques inférieurs aux supérieurs peut s'expliquer par les lois de la thermodynamique.

Compréhension durable (ENG-1) : L'énergie peut être convertie d'une forme à une autre.

Objectif d'apprentissage ENG-1.D : Décrire les chaînes alimentaires et les réseaux trophiques, ainsi que leurs membres constitutifs par niveau trophique.

• ENG-1.D.1 Un réseau trophique est un modèle d'un motif entrelacé de chaînes alimentaires qui représente le flux d'énergie et de nutriments dans deux chaînes alimentaires ou plus.
• ENG-1.D.2 Les boucles de rétroaction positive et négative peuvent chacune jouer un rôle dans les réseaux trophiques. Lorsqu'une espèce est retirée ou ajoutée à un réseau trophique spécifique, le reste du réseau peut être affecté.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.A : Expliquer les niveaux de biodiversité et leur importance pour les écosystèmes.

• ERT-2.A.1 La biodiversité d'un écosystème comprend la diversité génétique, spécifique et habitat.
• ERT-2.A.2 Plus une population est génétiquement diversifiée, mieux elle peut répondre aux stress environnementaux. De plus, un goulot d'étranglement de population peut entraîner une perte de diversité génétique.
• ERT-2.A.3 Les écosystèmes comptant un plus grand nombre d'espèces sont plus susceptibles de se remettre des perturbations.
• ERT-2.A.4 La perte d'habitat entraîne une perte d'espèces spécialistes, suivie d'une perte d'espèces généralistes. Elle entraîne également une réduction du nombre d'espèces ayant de grands besoins territoriaux.
• ERT-2.A.5 La richesse spécifique désigne le nombre d'espèces différentes présentes dans un écosystème.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.B : Décrire les services écosystémiques.

• ERT-2.B.1 Il existe quatre catégories de services écosystémiques : provisionnels, régulateurs, culturels et de soutien.

Objectif d'apprentissage ERT-2.C : Décrire les conséquences des perturbations humaines sur les services écosystémiques.

• ERT-2.C.1 Les activités anthropiques peuvent perturber les services écosystémiques, entraînant potentiellement des conséquences économiques et écologiques.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.D : Décrire la biogéographie insulaire.

• ERT-2.D.1 La biogéographie insulaire est l'étude des relations écologiques et de la répartition des organismes sur les îles, ainsi que des structures communautaires de ces organismes.
• ERT-2.D.2 Les îles ont été colonisées par le passé par de nouvelles espèces provenant d'ailleurs.

Objectif d'apprentissage ERT-2.E : Décrire le rôle de la biogéographie insulaire dans l'évolution.

• ERT-2.E.1 De nombreuses espèces insulaires ont évolué pour devenir des spécialistes plutôt que des généralistes en raison des ressources limitées, telles que la nourriture et le territoire, sur la plupart des îles. La survie à long terme des spécialistes peut être compromise si et lorsque des espèces envahissantes, généralement des généralistes, sont introduites et concurrencent les spécialistes.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.F : Décrire la tolérance écologique.

• ERT-2.F.1 La tolérance écologique fait référence à la gamme de conditions, telles que la température, la salinité, le débit et l'ensoleillement, qu'un organisme peut supporter avant qu'il ne subisse des dommages ou meure.
• ERT-2.F.2 La tolérance écologique peut s'appliquer aux individus et aux espèces.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.G : Expliquer comment les perturbations naturelles, à court et à long terme, impactent un écosystème.

• ERT-2.G.1 Les perturbations naturelles des écosystèmes ont des conséquences environnementales qui peuvent, pour une occurrence donnée, être aussi importantes, voire supérieures, à celles de nombreuses perturbations d'origine humaine.
• ERT-2.G.2 Les processus du système terrestre fonctionnent sur une gamme d'échelles temporelles. Les processus peuvent être périodiques, épisodiques ou aléatoires.
• ERT-2.G.3 Le climat de la Terre a changé au cours du temps géologique pour de nombreuses raisons.
• ERT-2.G.4 Le niveau de la mer a varié considérablement en raison des changements de la quantité de glace glaciaire sur la Terre au cours du temps géologique.
• ERT-2.G.5 Un changement ou un bouleversement environnemental majeur entraîne communément de vastes modifications d'habitats.
• ERT-2.G.6 La faune effectue des migrations à court et à long terme pour diverses raisons, y compris les perturbations naturelles.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.H : Décrire comment les organismes s'adaptent à leur environnement.

• ERT-2.H.1 Les organismes s'adaptent à leur environnement au fil du temps, sur des échelles à court et à long terme, par des changements incrémentiels au niveau génétique.
• ERT-2.H.2 Les changements environnementaux, soudains ou progressifs, peuvent menacer la survie d'une espèce, obligeant les individus à modifier leurs comportements, à migrer ou à périr.

Connaissance durable (ERT-2) : Les écosystèmes possèdent une structure et une diversité qui évoluent avec le temps.

Objectif d'apprentissage ERT-2.I : Décrire la succession écologique.

• ERT-2.I.1 Il existe deux types principaux de succession écologique : la succession primaire et la succession secondaire.
• ERT-2.I.2 Une espèce clé de voûte dans un écosystème est une espèce dont les activités jouent un rôle particulièrement important dans la détermination de la structure communautaire.
• ERT-2.I.3 Une espèce indicatrice est une plante ou un animal qui, par sa présence, son abondance, sa rareté ou sa composition chimique, démontre la présence d'un aspect distinctif du caractère ou de la qualité d'un écosystème.

Objectif d'apprentissage ERT-2.J : Décrire l'effet de la succession écologique sur les écosystèmes.

• ERT-2.J.1 Les membres pionniers d'une espèce de succession précoce colonisent généralement un habitat non occupé et s'adaptent au fil du temps à ses conditions particulières, ce qui peut entraîner l'apparition de nouvelles espèces.
• ERT-2.J.2 La succession dans un écosystème perturbé affectera la biomasse totale, la richesse spécifique et la productivité nette au fil du temps.

Connaissance durable (ERT-3) : Les populations changent avec le temps en réaction à une variété de facteurs.

Objectif d'apprentissage ERT-3.A : Identifier les différences entre les espèces généralistes et spécialistes.

• ERT-3.A.1 Les espèces spécialistes tendent à avoir un avantage dans les habitats constants, tandis que les espèces généralistes ont tendance à avoir un avantage dans les habitats en mutation.

Connaissance durable (ERT-3) : Les populations changent avec le temps en réaction à une variété de facteurs.

Objectif d'apprentissage ERT-3.B : Identifier les différences entre les espèces K-sélectionnées et r-sélectionnées.

• ERT-3.B.1 Les espèces K-sélectionnées ont tendance à être grandes, à avoir peu de descendants par événement de reproduction, à vivre dans des environnements stables, à dépenser une énergie considérable pour chaque descendant, à mûrir après de nombreuses années de jeunesse prolongée et de soins parentaux, à avoir une longévité/spécifique élevée, et à se reproduire plus d'une fois au cours de leur vie. La compétition pour les ressources dans les habitats des espèces K-sélectionnées est généralement relativement élevée.
• ERT-3.B.2 Les espèces r-sélectionnées ont tendance à être petites, à avoir beaucoup de descendants, à dépenser ou investir une énergie minimale pour chaque descendant, à mûrir tôt, à avoir une courte espérance de vie, et à ne se reproduire qu'une seule fois au cours de leur vie. La compétition pour les ressources dans les habitats des espèces r-sélectionnées est typiquement relativement faible.
• ERT-3.B.3 Le potentiel biotique désigne le taux de reproduction maximal d'une population dans des conditions idéales.
• ERT-3.B.4 De nombreuses espèces ont des stratégies reproductives qui ne sont pas exclusivement r-sélectionnées ou K-sélectionnées, ou qui changent selon différentes conditions à différents moments.
• ERT-3.B.5 Les espèces K-sélectionnées sont généralement plus négativement affectées par les espèces envahissantes que les espèces r-sélectionnées, qui sont peu affectées par les espèces envahissantes. La plupart des espèces envahissantes sont des espèces r-sélectionnées.

Connaissance durable (ERT-3) : Les populations changent avec le temps en réaction à une variété de facteurs.

Objectif d'apprentissage ERT-3.C : Expliquer les courbes de survie.

• ERT-3.C.1 Une courbe de survie est une ligne qui affiche les taux de survie relatifs d'une cohorte — un groupe d'individus du même âge — dans une population, de la naissance jusqu'à l'âge maximum atteint par un membre quelconque de cette cohorte. Il existe des courbes de Type I, Type II et Type III.
• ERT-3.C.2 Les courbes de survie diffèrent entre les espèces K-sélectionnées et r-sélectionnées, les espèces K-sélectionnées suivant généralement une courbe de Type I ou Type II, et les espèces r-sélectionnées suivant une courbe de Type III.

Connaissance durable (ERT-3) : Les populations changent avec le temps en réaction à une variété de facteurs.

Objectif d'apprentissage ERT-3.D : Décrire la capacité porteuse.

• ERT-3.D.1 Lorsqu'une population dépasse sa capacité porteuse (la capacité porteuse peut être notée K), un dépassement se produit. Il y a des impacts environnementaux dus au dépassement de population, notamment l'épuisement des ressources.

Objectif d'apprentissage ERT-3.E : Décrire l'impact de la capacité porteuse sur les écosystèmes.

• ERT-3.E.1 Un effet écologique majeur du dépassement de population est le déclin de la population (souvent sévère à catastrophique) car le manque de ressources disponibles entraîne la famine, les maladies et/ou les conflits.

Connaissance durable (ERT-3) : Les populations changent avec le temps en réaction à une variété de facteurs.

Objectif d'apprentissage ERT-3.F : Expliquer comment la disponibilité des ressources affecte la croissance de la population.

• ERT-3.F.1 La croissance de la population est limitée par des facteurs environnementaux, en particulier par les ressources disponibles et l'espace.
• ERT-3.F.2 La disponibilité des ressources et la base totale des ressources sont limitées et finies sur toutes les échelles de temps.
• ERT-3.F.3 Lorsque les ressources nécessaires à la croissance d'une population abondent, la croissance de la population accélère généralement.
• ERT-3.F.4 Lorsque la base de ressources d'une population rétrécit, l'augmentation du potentiel de distribution inégale des ressources entraînera in fine une augmentation de la mortalité, une diminution de la fécondité, ou les deux, ce qui fait que la croissance de la population diminue jusqu'à, ou en dessous de, la capacité porteuse.

Compréhension durable (EIN-1) : Les populations humaines changent en réaction à divers facteurs, y compris sociaux et culturels.

Objectif d'apprentissage EIN-1.A : Expliquer les diagrammes de structure d'âge.

• EIN-1.A.1 Les taux de croissance de la population peuvent être interprétés à partir des diagrammes de structure d'âge par la forme de la structure.
• EIN-1.A.2 Une population en croissance rapide aura, en règle générale, une proportion plus élevée de jeunes par rapport aux populations stables ou en déclin.

Compréhension durable (EIN-1) : Les populations humaines changent en réaction à divers facteurs, y compris sociaux et culturels.

Objectif d'apprentissage EIN-1.B : Expliquer les facteurs qui affectent le taux de fécondité total chez les populations humaines.

• EIN-1.B.1 Le taux de fécondité total (TFR) est influencé par l'âge auquel les femmes ont leur premier enfant, les opportunités éducatives pour les femmes, l'accès à la planification familiale, et les actes et politiques gouvernementaux.
• EIN-1.B.2 Si le taux de fécondité est au niveau de remplacement, une population est considérée comme relativement stable.
• EIN-1.B.3 Les facteurs associés aux taux de mortalité infantile incluent si les mères ont accès à de bons soins de santé et à une bonne nutrition. Des changements dans ces facteurs peuvent entraîner des variations des taux de mortalité infantile au fil du temps.

Compréhension durable (EIN-1) : Les populations humaines changent en réaction à divers facteurs, y compris sociaux et culturels.

Objectif d'apprentissage EIN-1.C.1 : Expliquer comment les populations humaines connaissent une croissance et un déclin.

• EIN-1.C.1 Les taux de natalité, les taux de mortalité infantile, les taux de mortalité globaux, l'accès à la planification familiale, l'accès à une bonne nutrition, l'accès à l'éducation et le report du mariage influencent tous le fait qu'une population humaine soit en croissance ou en déclin.
• EIN-1.C.2 Les facteurs limitant la population humaine mondiale incluent la capacité porteuse de la Terre et les facteurs fondamentaux limitant la croissance de la population humaine tels que définis par la théorie malthusienne.
• EIN-1.C.3 La croissance de la population peut être affectée par des facteurs indépendants de la densité, comme les tempêtes majeures, les incendies, les vagues de chaleur ou les sécheresses, et des facteurs dépendants de la densité, comme l'accès à l'eau propre et à l'air, la disponibilité des aliments, la transmission des maladies ou la taille du territoire.
• EIN-1.C.4 La règle des 70 stipule que diviser le nombre 70 par le taux de croissance de la population en pourcentage approxime le temps de doublement de la population.

Compréhension durable (EIN-1) : Les populations humaines changent en réaction à divers facteurs, y compris sociaux et culturels.

Objectif d'apprentissage EIN-1.D : Définir la transition démographique.

• EIN-1.D.1 La transition démographique fait référence à la transition vers des taux de natalité et de mortalité plus faibles dans un pays ou une région alors que le développement intervient et que ce pays passe d'un système économique pré-industriel à industrialisé. Cette transition est généralement illustrée par un modèle de transition démographique à quatre étapes (DTM).
• EIN-1.D.2 Les caractéristiques des pays en développement incluent des taux de mortalité infantile plus élevés et plus d'enfants dans la main-d'œuvre que dans les pays développés.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.A : Décrire les changements géologiques et les événements qui se produisent aux limites de plaques convergentes, divergentes et transformantes.

• ERT-4.A.1 Les limites convergentes peuvent entraîner la création de montagnes, d'arcs insulaires, de tremblements de terre et de volcans.
• ERT-4.A.2 Les limites divergentes peuvent entraîner l'expansion du plancher océanique, des rifts, des volcans et des tremblements de terre.
• ERT-4.A.3 Les limites transformantes peuvent entraîner des tremblements de terre.
• ERT-4.A.4 Les cartes montrant la distribution mondiale des limites de plaques peuvent être utilisées pour déterminer l'emplacement des volcans, des arcs insulaires, des tremblements de terre, des points chauds et des failles.
• ERT-4.A.5 Un tremblement de terre se produit lorsque la contrainte dépasse une faille bloquée, libérant l'énergie emmagasinée.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.B : Décrire les caractéristiques et la formation des sols.

• ERT-4.B.1 Les sols se forment lorsque le matériel parental s'altère, est transporté et déposé.
• ERT-4.B.2 Les sols sont généralement catégorisés par horizons en fonction de leur composition et de leur matière organique.
• ERT-4.B.3 Les sols peuvent être érodés par le vent ou l'eau. Protéger les sols permet de protéger la qualité de l'eau car les sols filtrent et purifient efficacement l'eau qui traverse.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.C : Décrire les similitudes et différences entre les propriétés des différents types de sols.

• ERT-4.C.1 La capacité de rétention d'eau — la quantité totale d'eau qu'un sol peut contenir — varie selon les types de sols. La rétention d'eau contribue à la productivité des terres et à la fertilité des sols.
• ERT-4.C.2 La taille des particules et la composition de chaque horizon du sol peuvent affecter la porosité, la perméabilité et la fertilité du sol.
• ERT-4.C.3 Il existe une variété de méthodes pour tester les propriétés chimiques, physiques et biologiques du sol qui peuvent aider dans divers décisions, telles que l'irrigation et les besoins en engrais.
• ERT-4.C.4 Un triangle de texture des sols est un diagramme qui permet l'identification et la comparaison des types de sols basés sur leur pourcentage d'argile, de limon et de sable.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.D : Décrire la structure et la composition de l'atmosphère terrestre.

• ERT-4.D.1 L'atmosphère est composée de gaz majeurs, chacun avec son abondance relative.
• ERT-4.D.2 Les couches de l'atmosphère sont basées sur les gradients de température et incluent la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.E : Expliquer comment des facteurs environnementaux peuvent entraîner une circulation atmosphérique.

• ERT-4.E.1 Les schémas mondiaux de vents résultent principalement de la radiation solaire la plus intense arrivant à l'équateur, entraînant des différences de densité et l'effet de Coriolis.

Compréhension durable (ERT-4) : Les systèmes de la Terre interagissent, résultant en un état d'équilibre au fil du temps.

Objectif d'apprentissage ERT-4.F : Décrire les caractéristiques d'un bassin versant.

• ERT-4.F.1 Les caractéristiques d'un bassin versant donné incluent sa superficie, sa longueur, sa pente, ses sols, ses types de végétation et ses lignes de partage des eaux avec les bassins adjacents.

Compréhension durable (ENG-2) : La plupart des processus atmosphériques de la Terre sont entraînés par l'apport d'énergie provenant du soleil.

Objectif d'apprentissage ENG-2.A : Expliquer comment l'énergie solaire affecte la surface de la Terre.

• ENG-2.A.1 Le rayonnement solaire entrant (insolation) est la principale source d'énergie de la Terre et dépend de la saison et de la latitude.
• ENG-2.A.2 L'angle des rayons solaires détermine l'intensité du rayonnement solaire. En raison de la forme de la Terre, la latitude directement horizontale au rayonnement solaire reçoit l'intensité la plus élevée.
• ENG-2.A.3 Le rayonnement solaire le plus élevé par unité de surface est reçu à l'équateur et diminue vers les pôles.
• ENG-2.A.4 Le rayonnement solaire reçu à un endroit sur la surface de la Terre varie saisonnièrement, avec le rayonnement le plus élevé durant le jour d'été le plus long de cet endroit et le moins lors du jour d'hiver le plus court.
• ENG-2.A.5 L'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre cause les saisons et le nombre d'heures de jour dans une région particulière à la surface de la Terre.

Compréhension durable (ENG-2) : La plupart des processus atmosphériques de la Terre sont entraînés par l'apport d'énergie provenant du soleil.

Objectif d'apprentissage ENG-2.B : Décrire comment la géographie de la Terre affecte le temps et le climat.

• ENG-2.B.1 Le temps et le climat sont affectés non seulement par l'énergie solaire, mais aussi par des facteurs géologiques et géographiques, tels que les montagnes et la température des océans.
• ENG-2.B.2 Une ombre pluviométrique est une région terrestre devenue plus sèche car une élévation plus élevée bloque les précipitations avant qu'elles n'atteignent la terre.

Compréhension durable (ENG-2) : La plupart des processus atmosphériques de la Terre sont entraînés par l'apport d'énergie provenant du soleil.

Objectif d'apprentissage ENG-2.C : Décrire les changements environnementaux et les effets résultant des événements El Niño ou La Niña (Oscillation australe d'El Niño).

• ENG-2.C.1 El Niño et La Niña sont des phénomènes associés aux variations des températures de surface océaniques dans l'océan Pacifique. Ces phénomènes peuvent provoquer des changements mondiaux dans les précipitations, le vent et les schémas de circulation océanique.
• ENG-2.C.2 El Niño et La Niña sont influencés par des facteurs géologiques et géographiques et peuvent affecter différentes régions de manière différente.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.A : Expliquer le concept de la tragédie des biens communs.

• EIN-2.A.1 La tragédie des biens communs suggère que les individus utiliseront des ressources partagées dans leur propre intérêt plutôt que dans le bien commun, épuisant ainsi ces ressources.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.B : Décrire l'effet de la coupe rase sur les forêts.

• EIN-2.B.1 La coupe rase peut être économiquement avantageuse, mais elle entraîne l'érosion des sols, une augmentation des températures des sols et des cours d'eau, et des inondations.
• EIN-2.B.2 Les forêts contiennent des arbres qui absorbent les polluants et stockent le dioxyde de carbone. L'abattage et la combustion des arbres libèrent du dioxyde de carbone et contribuent au changement climatique.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.C : Décrire les changements dans les pratiques agricoles.

• EIN-2.C.1 La Révolution verte a amorcé un passage à de nouvelles stratégies et pratiques agricoles afin d'augmenter la production alimentaire, avec des résultats positifs et négatifs. Certaines de ces stratégies et méthodes sont la mécanisation, les organismes génétiquement modifiés (OGM), la fertilisation, l'irrigation et l'utilisation de pesticides.
• EIN-2.C.2 La mécanisation de l'agriculture peut augmenter les profits et l'efficacité des fermes. Elle peut également accroître la dépendance aux combustibles fossiles.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.D : Décrire les pratiques agricoles qui causent des dommages environnementaux.

• EIN-2.D.1 Les pratiques agricoles pouvant causer des dommages environnementaux incluent le labour, l'agriculture de type abattis-brûlis et l'utilisation d'engrais.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.E : Décrire les différentes méthodes d'irrigation.

• EIN-2.E.1 La plus grande utilisation humaine d'eau douce est l'irrigation (70 %).
• EIN-2.E.2 Les types d'irrigation comprennent l'irrigation goutte à goutte, l'irrigation par inondation, l'irrigation en sillons, l'irrigation goutte à goutte et l'irrigation par aspersion.

Objectif d'apprentissage EIN-2.F : Décrire les avantages et les inconvénients des différentes méthodes d'irrigation.

• EIN-2.F.1 L'asphyxie hydrique se produit lorsque trop d'eau reste stationnaire dans le sol, ce qui élève la nappe phréatique et inhibe la capacité des plantes à absorber l'oxygène par leurs racines.
• EIN-2.F.2 L'irrigation en sillons consiste à creuser des sillons entre les rangs de cultures et à les remplir d'eau. Ce système est peu coûteux, mais environ 1/3 de l'eau est perdu par évaporation et ruissellement.
• EIN-2.F.3 L'irrigation par inondation consiste à inonder un champ agricole avec de l'eau. Ce système voit environ 20 % de l'eau perdu par évaporation et ruissellement. Cela peut également entraîner une asphyxie hydrique du sol.
• EIN-2.F.4 L'irrigation par aspersion consiste à pomper de l'eau souterraine dans des buses d'aspersion sur un champ agricole. Ce système est plus efficace que l'irrigation par inondation et en sillons, avec seulement 1/4 ou moins de l'eau perdu par évaporation ou ruissellement. Cependant, les systèmes d'aspersion sont plus coûteux que l'irrigation par inondation et en sillons, et nécessitent également de l'énergie pour fonctionner.
• EIN-2.F.5 L'irrigation goutte à goutte utilise des tuyaux perforés pour libérer de petites quantités d'eau directement aux racines des plantes. Ce système est le plus efficace, avec seulement environ 5 % d'eau perdu par évaporation et ruissellement. Cependant, ce système est coûteux et n'est donc pas souvent utilisé.
• EIN-2.F.6 La salinisation se produit lorsque les sels présents dans l'eau souterraine restent dans le sol après l'évaporation de l'eau. Avec le temps, la salinisation peut rendre le sol toxique pour les plantes.
• EIN-2.F.7 Les aquifères peuvent être sévèrement appauvris s'ils sont surexploités pour l'irrigation agricole, comme cela s'est produit pour l'aquifère d'Ogallala dans le centre des États-Unis.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.G : Décrire les avantages et les inconvénients des différentes méthodes de lutte contre les ravageurs.

• EIN-2.G.1 Une conséquence de l'utilisation de méthodes courantes de lutte contre les ravageurs, telles que les pesticides, les herbicides, les fongicides, les rodenticides et les insecticides, est que les organismes peuvent devenir résistants à ceux-ci par sélection artificielle. La lutte contre les ravageurs diminue les dégâts causés aux cultures par les ravageurs et augmente les rendements des cultures.
• EIN-2.G.2 Les cultures peuvent être génétiquement modifiées pour augmenter leur résistance aux ravageurs et aux maladies. Cependant, l'utilisation de cultures génétiquement modifiées dans la plantation ou d'autres façons peut entraîner une perte de diversité génétique de cette culture particulière.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.H : Identifier les différentes méthodes de production de viande.

• EIN-2.H.1 Les méthodes de production de viande incluent les unités d'élevage intensif (UEEI), aussi appelées élevages en enclosure, et le pâturage en liberté.

Objectif d'apprentissage EIN-2.I : Décrire les avantages et les inconvénients des différentes méthodes de production de viande.

• EIN-2.I.1 La production de viande est moins efficace que l'agriculture ; il faut environ 20 fois plus de terre pour produire la même quantité de calories à partir de viande que de plantes.
• EIN-2.I.2 Les unités d'élevage intensif (UEEI) sont utilisées comme moyen de préparer rapidement le bétail à l'abattage. Elles ont tendance à être bondées, et les animaux sont nourris avec des céréales ou des aliments qui ne sont pas aussi appropriés que l'herbe. De plus, les élevages en enclosure produisent une grande quantité de déchets organiques, ce qui peut contaminer les eaux souterraines et de surface. L'utilisation des élevages en enclosure est moins coûteuse que d'autres méthodes, ce qui peut maintenir les coûts bas pour les consommateurs.
• EIN-2.I.3 Le pâturage en liberté permet aux animaux de paître sur de l'herbe tout au long de leur cycle de vie. La viande provenant d'animaux en liberté tend à être exempte d'antibiotiques et d'autres produits chimiques utilisés dans les élevages en enclosure. Les déchets organiques de ces animaux agissent comme un engrais. Le pâturage en liberté nécessite de vastes étendues de terres et la viande produite est plus chère pour les consommateurs.
• EIN-2.I.4 La surexploitation pastorale se produit lorsque trop d'animaux se nourrissent sur une zone particulière de terre. La surexploitation pastorale entraîne une perte de végétation, ce qui conduit à l'érosion des sols.
• EIN-2.I.5 La surexploitation pastorale peut provoquer la désertification. La désertification est la dégradation des régions à faibles précipitations vers un état de plus en plus aride jusqu'à ce qu'elles deviennent des déserts.
• EIN-2.I.6 Une consommation moindre de viande pourrait réduire $\text{CO}_2$, le méthane et les émissions de $\text{N}_2\text{O}$ ; préserver l'eau ; réduire l'utilisation d'antibiotiques et d'hormones de croissance ; et améliorer l'horizon du sol.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.J : Décrire les causes et les problèmes liés à la surpêche.

• EIN-2.J.1 La surpêche a conduit à une rareté extrême de certaines espèces de poissons, ce qui peut réduire la biodiversité dans les systèmes aquatiques et nuire aux personnes qui dépendent de la pêche pour la nourriture et le commerce.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.K : Décrire l'extraction de ressources naturelles par l'exploitation minière.

• EIN-2.K.1 Alors que les gisements de minerai les plus accessibles s'épuisent, les opérations minières sont contraintes d'accéder à des minerais de grade inférieur. L'accès à ces minerais nécessite une utilisation accrue de ressources qui peut entraîner une augmentation des déchets et de la pollution.
• EIN-2.K.2 L'exploitation minière en surface consiste à retirer de grandes quantités de sol et de roche, appelées recouvrement, afin d'accéder au minerai situé en dessous. Un exemple est l'exploitation en bandes, qui retire la végétation d'une zone, rendant la zone plus susceptible à l'érosion.

Objectif d'apprentissage EIN-2.L : Décrire les impacts écologiques et économiques de l'extraction de ressources naturelles par l'exploitation minière.

• EIN-2.L.1 Les déchets miniers comprennent le sol et les roches qui sont déplacés pour accéder au minerai ainsi que les résidus, appelés scories et stériles, qui restent lorsque les minéraux ont été extraits du minerai. L'exploitation minière aide à fournir de l'énergie et des matériaux peu coûteux nécessaires à la fabrication de produits. L'extraction du charbon peut détruire les habitats, polluer les eaux souterraines et libérer des particules de poussière et du méthane.
• EIN-2.L.2 À mesure que les réserves de charbon diminuent, en raison du manque de réserves facilement accessibles, il devient nécessaire d'accéder au charbon par l'exploitation minière souterraine, qui est très coûteuse.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.M : Décrire les effets de l'urbanisation sur l'environnement.

• EIN-2.M.1 L'urbanisation peut entraîner l'épuisement des ressources et l'intrusion d'eau salée dans le cycle hydrologique.
• EIN-2.M.2 L'urbanisation, par la combustion de combustibles fossiles et les décharges, affecte le cycle du carbone en augmentant la quantité de dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
• EIN-2.M.3 Les surfaces imperméables sont des structures fabriquées par l'homme — telles que les routes, les bâtiments, les trottoirs et les parkings — qui n'autorisent pas l'eau d'atteindre le sol, conduisant à des inondations.
• EIN-2.M.4 L'étalement urbain est le changement de répartition de la population depuis des zones à forte densité vers des banlieues à faible densité s'étendant sur les terres rurales, menant à des problèmes environnementaux potentiels.

Compréhension essentielle (EIN-2) : Lorsque les humains utilisent des ressources naturelles, ils modifient les systèmes naturels.

Objectif d'apprentissage EIN-2.N : Expliquer les variables mesurées dans une empreinte écologique.

• EIN-2.N.1 Les empreintes écologiques comparent les demandes en ressources et la production de déchets nécessaires pour un individu ou une société.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.A : Expliquer le concept de durabilité.

• STB-1.A.1 La durabilité désigne les humains vivant sur Terre et leur utilisation des ressources sans épuisement de celles-ci pour les générations futures. Les indicateurs environnementaux qui peuvent guider les humains vers la durabilité incluent la diversité biologique, la production alimentaire, les températures moyennes de surface mondiale et les concentrations $\text{CO}_2$, la population humaine et l'épuisement des ressources.
• STB-1.A.2 Le rendement durable est la quantité d'une ressource renouvelable qui peut être prélevée sans réduire l'offre disponible.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.B : Décrire les méthodes permettant d'atténuer les problèmes liés aux eaux pluviales urbaines.

• STB-1.B.1 Les méthodes pour augmenter l'infiltration de l'eau comprennent le remplacement des revêtements traditionnels par des revêtements perméables, la plantation d'arbres, l'utilisation accrue des transports en commun et la construction vers le haut, pas vers l'extérieur.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.C : Décrire la gestion intégrée des ravageurs.

• STB-1.C.1 La gestion intégrée des ravageurs (MIR) est une combinaison de méthodes utilisées pour contrôler efficacement les espèces nuisibles tout en minimisant la perturbation de l'environnement. Ces méthodes incluent les méthodes biologiques, physiques et chimiques limitées, telles que la biocontrôle, la culture associée, la rotation des cultures et les prédateurs naturels des ravageurs.

Objectif d'apprentissage STB-1.D : Décrire les avantages et les inconvénients de la gestion intégrée des ravageurs (MIR).

• STB-1.D.1 L'utilisation de la gestion intégrée des ravageurs (MIR) réduit le risque que les pesticides posent à la faune, aux approvisionnements en eau et à la santé humaine.
• STB-1.D.2 La gestion intégrée des ravageurs (MIR) minimise les perturbations environnementales et les menaces pour la santé humaine, mais peut être complexe et coûteuse.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.E : Décrire les pratiques agricoles et alimentaires durables.

• STB-1.E.1 L'objectif de la conservation des sols est de prévenir l'érosion des sols. Différentes méthodes de conservation des sols incluent le labour en courbes de niveau, les brise-vent, les cultures pérennes, les terrasses, l'agriculture sans labour et la culture en bandes.
• STB-1.E.2 Les stratégies pour améliorer la fertilité des sols incluent la rotation des cultures et l'ajout d'engrais verts et de chaux.
• STB-1.E.3 La pâture rotative est la rotation régulière du bétail entre différents pâturages afin d'éviter le surpâturage dans une zone particulière.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.F : Décrire les avantages et les inconvénients de l'aquaculture.

• STB-1.F.1 L'aquaculture s'est étendue car elle est très efficace, nécessite peu de surface d'eau et consomme peu de carburant.
• STB-1.F.2 L'aquaculture peut contaminer les eaux usées, et les poissons qui s'échappent peuvent entrer en concurrence avec ou se croiser avec des poissons sauvages. La densité des poissons en aquaculture peut entraîner une augmentation des incidences de maladies, qui peuvent être transmises aux poissons sauvages.

Compréhension essentielle (STB-1) : Les humains peuvent atténuer leur impact sur les ressources terrestres et aquatiques grâce à une utilisation durable.

Objectif d'apprentissage STB-1.G : Décrire les méthodes pour atténuer l'impact humain sur les forêts.

• STB-1.G.1 Certaines des méthodes pour atténuer la déforestation incluent la reforestation, l'utilisation et l'achat de bois récolté selon des techniques forestières écologiquement durables, et la réutilisation du bois.
• STB-1.G.2 Les méthodes pour protéger les forêts contre les pathogènes et les insectes incluent la gestion intégrée des ravageurs (MIR) et l'abattage des arbres touchés.
• STB-1.G.3 L'incendie contrôlé est une méthode par laquelle les forêts sont mises en feu dans des conditions contrôlées afin de réduire l'occurrence d'incendies naturels.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.A : Identifier les différences entre les sources d'énergie renouvelables et non renouvelables.

• ENG-3.A.1 Les sources d'énergie non renouvelables sont celles qui existent en quantité fixe et impliquent une transformation énergétique qui ne peut pas être facilement remplacée.
• ENG-3.A.2 Les sources d'énergie renouvelables sont celles qui peuvent être reconstituées naturellement, au rythme ou près du rythme de la consommation, et réutilisées.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.B : Décrire les tendances de la consommation d'énergie.

• ENG-3.B.1 L'utilisation des ressources énergétiques n'est pas uniformément répartie entre les pays développés et les pays en développement.
• ENG-3.B.2 Les sources d'énergie les plus largement utilisées dans le monde sont les combustibles fossiles.
• ENG-3.B.3 À mesure que les pays en développement deviennent plus développés, leur dépendance aux combustibles fossiles pour l'énergie augmente.
• ENG-3.B.4 À mesure que le monde devient plus industrialisé, la demande d'énergie augmente.
• ENG-3.B.5 La disponibilité, le prix et les réglementations gouvernementales influencent quelles sources d'énergie les gens utilisent et comment ils les utilisent.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.C : Identifier les types de carburants et leurs utilisations.

• ENG-3.C.1 Le bois est couramment utilisé comme carburant sous forme de bois de chauffage et de charbon de bois. Il est souvent utilisé dans les pays en développement car il est facilement accessible.
• ENG-3.C.2 La tourbe est un matériau organique partiellement décomposé qui peut être brûlé comme carburant.
• ENG-3.C.3 Trois types de charbon utilisés comme carburant sont la lignite, le bitumineux et l'anthracite. La chaleur, la pression et la profondeur d'enfouissement contribuent au développement des divers types de charbon et de leurs qualités.
• ENG-3.C.4 Le gaz naturel, le plus propre des combustibles fossiles, est principalement du méthane.
• ENG-3.C.5 Le pétrole brut peut être extrait des sables bitumineux, qui sont une combinaison d'argile, de sable, d'eau et de bitume.
• ENG-3.C.6 Les combustibles fossiles peuvent être transformés en types de carburants spécifiques pour des usages spécialisés (par ex., dans les véhicules automobiles).
• ENG-3.C.7 La cogénération se produit lorsqu'une source de carburant est utilisée pour produire à la fois de la chaleur utile et de l'électricité.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.D : Identifier où se trouvent les ressources énergétiques naturelles.

• ENG-3.D.1 La distribution mondiale des ressources énergétiques naturelles, telles que les minerais, le charbon, le pétrole brut et le gaz, n'est pas uniforme et dépend de l'histoire géologique des régions.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.E : Décrire l'utilisation et les méthodes des combustibles fossiles dans la production d'électricité.

• ENG-3.E.1 La combustion des combustibles fossiles est une réaction chimique entre le carburant et l'oxygène qui produit du dioxyde de carbone et de l'eau et libère de l'énergie.
• ENG-3.E.2 L'énergie provenant des combustibles fossiles est produite en brûlant ces carburants pour générer de la chaleur, qui transforme ensuite l'eau en vapeur. Cette vapeur actionne une turbine, qui fait tourner un générateur, produisant de l'électricité.
• ENG-3.E.3 Les humains utilisent une variété de méthodes pour extraire les combustibles fossiles de la terre pour la production d'énergie.

Objectif d'apprentissage ENG-3.F : Décrire les effets des combustibles fossiles sur l'environnement.

• ENG-3.F.1 La fracturation hydraulique (fracking) peut causer la contamination des eaux souterraines et la libération de composés organiques volatils.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.G : Décrire l'utilisation de l'énergie nucléaire dans la production d'électricité.

• ENG-3.G.1 L'énergie nucléaire est générée par fission, où les atomes d'Uranium-235, qui sont stockés dans des barres de combustible, sont divisés en parties plus petites après avoir été frappés par un neutron. La fission nucléaire libère une grande quantité de chaleur, qui est utilisée pour générer de la vapeur, qui actionne une turbine et génère de l'électricité.
• ENG-3.G.2 La radioactivité se produit lorsque le noyau d'un isotope radioactif perd de l'énergie en émettant des radiations.
• ENG-3.G.3 L'uranium-235 reste radioactif pendant une longue période, ce qui pose des problèmes liés à l'élimination des déchets nucléaires.
• ENG-3.G.4 La production d'électricité nucléaire est une source d'énergie non renouvelable. Elle est considérée comme une source d'énergie plus propre car elle ne produit pas de polluants atmosphériques, mais elle génère une pollution thermique et des déchets solides dangereux.

Objectif d'apprentissage ENG-3.H : Décrire les effets de l'utilisation de l'énergie nucléaire sur l'environnement.

• ENG-3.H.1 Trecis Island, Tchernobyl et Fukushima sont trois exemples où des accidents ou des catastrophes naturelles ont entraîné des rejets de rayonnements. Ces rejets ont eu des impacts à court et à long terme sur l'environnement.
• ENG-3.H.2 La demi-vie d'un élément radioactif peut être utilisée pour calculer divers paramètres, notamment le taux de désintégration et le niveau de radioactivité à des moments précis.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.I : Décrire les effets de l'utilisation de la biomasse dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.I.1 La combustion de la biomasse produit de la chaleur pour l'énergie à un coût relativement faible, mais elle produit également du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, des oxydes d'azote, des particules et des composés organiques volatils. La surexploitation des arbres pour le combustible entraîne également la déforestation.
• ENG-3.I.2 L'éthanol peut servir de substitut à l'essence. Sa combustion n'introduit pas de carbone supplémentaire dans l'atmosphère via la combustion, mais son rendement énergétique par rapport à l'investissement énergétique est faible.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.J : Décrire l'utilisation de l'énergie solaire dans la production d'électricité.

• ENG-3.J.1 Les cellules photovoltaïques captent l'énergie lumineuse du soleil et la transforment directement en énergie électrique. Leur utilisation est limitée par la disponibilité de la lumière solaire.
• ENG-3.J.2 Les systèmes d'énergie solaire actifs utilisent l'énergie solaire pour chauffer un liquide au moyen d'équipements mécaniques et électriques afin de collecter et de stocker l'énergie capturée du soleil.
• ENG-3.J.3 Les systèmes d'énergie solaire passifs absorbent la chaleur directement du soleil sans utiliser d'équipements mécaniques ou électriques, et l'énergie ne peut ni être collectée ni stockée.

Objectif d'apprentissage ENG-3.K : Décrire les effets de l'utilisation de l'énergie solaire dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.K.1 Les systèmes d'énergie solaire ont un faible impact environnemental et produisent une énergie propre, mais ils peuvent être coûteux. De grands parcs solaires peuvent nuire aux écosystèmes désertiques.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.L : Décrire l'utilisation de l'hydroélectricité dans la production d'électricité.

• ENG-3.L.1 L'hydroélectricité peut être produite de plusieurs manières. Les barrages construits sur les rivières recueillent l'eau dans des réservoirs. L'eau courante peut être utilisée pour faire tourner une turbine. Des turbines peuvent également être placées dans de petites rivières, où l'eau courante fait tourner la turbine.
• ENG-3.L.2 L'énergie marémotrice utilise l'énergie produite par les flux de marée pour actionner une turbine.

Objectif d'apprentissage ENG-3.M : Décrire les effets de l'utilisation de l'hydroélectricité dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.M.1 L'hydroélectricité ne génère pas de pollution atmosphérique ni de déchets, mais la construction des centrales peut être coûteuse, et il peut y avoir une perte ou un changement d'habitats suite à la construction de barrages.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.N : Décrire l'utilisation de l'énergie géothermique dans la production d'électricité.

• ENG-3.N.1 L'énergie géothermique est obtenue en utilisant la chaleur stockée à l'intérieur de la Terre pour chauffer de l'eau, qui est ramenée à la surface sous forme de vapeur. La vapeur est utilisée pour actionner un générateur électrique.

Objectif d'apprentissage ENG-3.O : Décrire les effets de l'utilisation de l'énergie géothermique dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.O.1 Le coût d'accès à l'énergie géothermique peut être prohibitif, car elle n'est pas facilement accessible dans de nombreuses parties du monde. En outre, elle peut provoquer la libération de sulfure d'hydrogène.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.P : Décrire l'utilisation des piles à combustible hydrogène dans la production d'électricité.

• ENG-3.P.1 Les piles à combustible hydrogène sont une alternative aux sources de carburant non renouvelables. Elles utilisent l'hydrogène comme carburant, combinant l'hydrogène et l'oxygène de l'air pour former de l'eau et libérer de l'énergie (électricité) au cours du processus. L'eau est le produit (émission) d'une pile à combustible.

Objectif d'apprentissage ENG-3.Q : Décrire les effets de l'utilisation des piles à combustible hydrogène dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.Q.1 Les piles à combustible hydrogène ont un faible impact environnemental et ne produisent pas de dioxyde de carbone lorsque l'hydrogène est produit à partir d'eau. Cependant, la technologie est coûteuse et de l'énergie est encore nécessaire pour créer le gaz hydrogène utilisé dans la pile à combustible.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.R : Décrire l'utilisation de l'énergie éolienne dans la production d'électricité.

• ENG-3.R.1 Les éoliennes utilisent l'énergie cinétique de l'air en mouvement pour faire tourner une turbine, qui fait tourner un générateur, produisant de l'électricité.

Objectif d'apprentissage ENG-3.S : Décrire les effets de l'utilisation de l'énergie éolienne dans la production d'électricité sur l'environnement.

• ENG-3.S.1 L'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable et propre. Cependant, les oiseaux et les chauves-souris peuvent être tués s'ils volent dans les pales de turbine en rotation.

Compréhension durable (ENG-3) : Les humains utilisent l'énergie provenant de diverses sources, entraînant des conséquences positives et négatives.

Objectif d'apprentissage ENG-3.T : Décrire les méthodes permettant de conserver l'énergie.

• ENG-3.T.1 Certaines des méthodes pour économiser l'énergie autour d'une maison incluent l'ajustement du thermostat pour réduire l'utilisation du chauffage et de la climatisation, l'économie d'eau, l'utilisation d'appareils économes en énergie et l'aménagement paysager de conservation.
• ENG-3.T.2 Les méthodes pour économiser l'énergie à grande échelle incluent l'amélioration de l'économie de carburant pour les véhicules, l'utilisation de VBE (véhicules électriques à batterie) et de véhicules hybrides, l'utilisation des transports en commun et la mise en œuvre de caractéristiques de conception de bâtiments verts.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.A : Identifier les sources et les effets des polluants atmosphériques.

• STB-2.A.1 La combustion du charbon libère des polluants atmosphériques, notamment le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, les métaux toxiques et les particules.
• STB-2.A.2 La combustion des combustibles fossiles libère des oxydes d'azote dans l'atmosphère. Ils conduisent à la formation d'ozone, à la création de smog photochimique et se transforment en acide nitrique dans l'atmosphère, provoquant les pluies acides. D'autres polluants produits par la combustion des combustibles fossiles incluent le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et les particules.
• STB-2.A.3 La qualité de l'air peut être affectée par le rejet de dioxyde de soufre lors de la combustion des combustibles fossiles, principalement des carburants diesel.
• STB-2.A.4 Grâce au Clean Air Act, l'Environmental Protection Agency (EPA) a réglementé l'utilisation du plomb, en particulier dans les carburants, ce qui a considérablement réduit la quantité de plomb dans l'atmosphère.
• STB-2.A.5 Les polluants atmosphériques peuvent être primaires ou secondaires.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.B : Expliquer les causes et les effets du smog photochimique ainsi que les méthodes pour le réduire.

• STB-2.B.1 Le smog photochimique se forme lorsque les oxydes d'azote et les hydrocarbures organiques volatils réagissent avec la chaleur et la lumière du soleil pour produire une variété de polluants.
• STB-2.B.2 De nombreux facteurs environnementaux affectent la formation du smog photochimique.
• STB-2.B.3 Les oxydes d'azote sont produits tôt dans la journée. Les concentrations d'ozone atteignent leur pic en après-midi et sont plus élevées en été car l'ozone est produit par des réactions chimiques entre l'oxygène et la lumière du soleil.
• STB-2.B.4 Les Composés Organiques Volatils (COV), tels que le formaldéhyde et l'essence, s'évaporent ou sublimacent à température ambiante. Les arbres constituent une source naturelle de COV.
• STB-2.B.5 Le smog photochimique se forme souvent dans les zones urbaines en raison du grand nombre de véhicules motorisés.
• STB-2.B.6 Le smog photochimique peut être réduit par la diminution des oxydes d'azote et des COV.
• STB-2.B.7 Le smog photochimique peut nuire à la santé humaine de plusieurs façons, notamment en provoquant des problèmes respiratoires et une irritation des yeux.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.C : Décrire l'inversion thermique et sa relation avec la pollution.

• STB-2.C.1 Lors d'une inversion thermique, le gradient de température normal dans l'atmosphère est modifié lorsque la température de l'air à la surface de la Terre est plus froide que celle à des altitudes supérieures.
• STB-2.C.2 L'inversion thermique piège la pollution près du sol, en particulier le smog et les particules.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.D : Décrire les sources naturelles de $CO_2$ et des particules.

• STB-2.D.1 $CO_2$ apparaît naturellement dans l'atmosphère à partir de sources telles que la respiration, la décomposition et les éruptions volcaniques.
• STB-2.D.2 Il existe une grande variété de sources naturelles de matières particulaires.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.E : Identifier les polluants de l'air intérieur.

• STB-2.E.1 Le monoxyde de carbone est un polluant de l'air intérieur classé comme asphyxiant.
• STB-2.E.2 Les polluants de l'air intérieur classés comme particules comprennent l'amiante, la poussière et la fumée.
• STB-2.E.3 Les polluants de l'air intérieur peuvent provenir de sources naturelles, de sources artificielles et de la combustion.
• STB-2.E.4 Les sources naturelles courantes de polluants de l'air intérieur incluent le radon, les moisissures et la poussière.
• STB-2.E.5 Les polluants de l'air intérieur artificiels courants comprennent l'isolation, les Composés Organiques Volatils (COV) provenant des meubles, des revêtements muraux et des tapis ; le formaldéhyde provenant des matériaux de construction, des meubles, des tissus d'ameublement et des tapis ; et le plomb provenant des peintures.
• STB-2.E.6 Les polluants de combustion courants incluent le monoxyde de carbone, les oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, les particules et la fumée de tabac.
• STB-2.E.7 Le Radon-222 est un gaz radioactif naturel produit par la désintégration de l'uranium présent dans certains rochers et sols.

Objectif d'apprentissage STB-2.F : Décrire les effets des polluants de l'air intérieur.

• STB-2.F.1 Le radon peut infiltrer les maisons en montant à travers le sol et en entrant par le sous-sol, les fissures des murs ou les fondations. Il est également dissous dans les eaux souterraines qui entrent dans les maisons par un puits.
• STB-2.F.2 L'exposition au gaz radon peut entraîner un cancer du poumon induit par le radon, qui est la deuxième cause principale de cancer du poumon en Amérique.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.G : Expliquer comment les polluants atmosphériques peuvent être réduits à la source.

• STB-2.G.1 Les méthodes pour réduire les polluants atmosphériques incluent les pratiques réglementaires, les pratiques de conservation et les carburants alternatifs.
• STB-2.G.2 Une buse de récupération de vapeurs est un dispositif de contrôle de la pollution de l'air sur une pompe à essence qui empêche les vapeurs de s'échapper dans l'atmosphère lors du ravitaillement d'un véhicule motorisé.
• STB-2.G.3 Un catalyseur est un dispositif de contrôle de la pollution de l'air pour les moteurs à combustion interne qui convertit les polluants (CO, $NO_x$ et hydrocarbures) présents dans les gaz d'échappement en molécules moins nocives ($CO_2$, $N_2$, $O_2$ et $H_2O$).
• STB-2.G.4 Les lavages humides et secs sont des dispositifs de contrôle de la pollution de l'air qui éliminent les particules et/ou les gaz des flux de gaz d'échappement industriels.
• STB-2.G.5 Les méthodes pour réduire la pollution atmosphérique des centrales thermiques au charbon incluent les laveurs et les précipitateurs électrostatiques.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.H : Décrire les dépôts acides.

• STB-2.H.1 Les pluies acides et les dépôts sont dus aux oxydes d'azote et aux oxydes de soufre d'origine anthropique et naturelle dans l'atmosphère.
• STB-2.H.2 Les oxydes d'azote causant les dépôts acides proviennent des véhicules motorisés et des centrales thermiques au charbon. Les dioxydes de soufre causant les dépôts acides proviennent des centrales thermiques au charbon.

Objectif d'apprentissage STB-2.I : Décrire les effets des dépôts acides sur l'environnement.

• STB-2.I.1 Les dépôts acides affectent principalement les communautés situées au vent des centrales thermiques au charbon.
• STB-2.I.2 Les pluies acides et les dépôts peuvent entraîner l'acidification des sols et des masses d'eau ainsi que la corrosion des structures fabriquées par l'homme.
• STB-2.I.3 Les différences régionales concernant les sols et le socle géologique influencent l'impact que les dépôts acides ont sur la région — par exemple, la capacité du socle calcaire à neutraliser l'effet des pluies acides sur les lacs et étangs.

Compréhension essentielle (STB-2) : Les activités humaines ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur l'atmosphère.

Objectif d'apprentissage STB-2.J : Décrire les activités humaines qui entraînent une pollution sonore et ses effets.

• STB-2.J.1 La pollution sonore est un son à des niveaux suffisamment élevés pour provoquer un stress physiologique et une perte auditive.
• STB-2.J.2 Les sources de pollution sonore en milieu urbain comprennent les transports, la construction ainsi que les activités domestiques et industrielles.
• STB-2.J.3 Certains effets de la pollution sonore sur les animaux dans les écosystèmes incluent le stress, le masquage des sons utilisés pour communiquer ou chasser, des dommages auditifs et des modifications des routes migratoires.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.A : Identifier les différences entre les sources ponctuelles et non ponctuelles de pollution.

• STB-3.A.1 Une source ponctuelle désigne une source unique et identifiable d'un polluant, comme une cheminée d'usine ou un tuyau de rejet d'eaux usées.
• STB-3.A.2 Les sources non ponctuelles de pollution sont diffuses et peuvent donc être difficiles à identifier, telles que les épandages de pesticides ou les ruissellements urbains.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.B : Décrire les impacts des activités humaines sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.B.1 Les organismes ont une plage de tolérance pour divers polluants. Ils possèdent une plage optimale pour chaque facteur où ils peuvent maintenir l'homéostasie. En dehors de cette plage, les organismes peuvent subir un stress physiologique, une croissance limitée, une reproduction réduite et, dans les cas extrêmes, la mort.
• STB-3.B.2 Les récifs coralliens subissent des dommages dus à divers facteurs, notamment l'augmentation de la température océanique, le ruissellement de sédiments et les pratiques de pêche destructrices.
• STB-3.B.3 Les marées noires dans les eaux marines provoquent la mort d'organismes en raison des hydrocarbures présents dans le pétrole. Le pétole flottant à la surface de l'eau peut enduire les plumes des oiseaux et la fourrure des mammifères marins. Certaines composantes du pétole coulent jusqu'au fond de l'océan, tuant certains organismes benthiques.
• STB-3.B.4 Le pétrole qui se dépose sur la plage peut avoir des conséquences économiques sur les industries de la pêche et du tourisme.
• STB-3.B.5 Les zones mortes océaniques sont des zones à faible oxygène dans les océans mondiales causées par une augmentation de la pollution nutritionnelle.
• STB-3.B.6 Une courbe de saturation en oxygène est un graphique représentant les niveaux d'oxygène dissous par rapport à la distance d'une source de pollution, généralement des nutriments excédentaires et des déchets biologiques.
• STB-3.B.7 Les métaux lourds utilisés pour l'industrie, en particulier l'exploitation minière et la combustion des combustibles fossiles, peuvent atteindre les eaux souterraines, impactant l'approvisionnement en eau potable.
• STB-3.B.8 Les ordures qui atteignent les écosystèmes aquatiques, outre leur aspect laid, peuvent causer des obstructions intestinales et des risques d'étouffement pour la faune sauvage et introduire des substances toxiques dans la chaîne alimentaire.
• STB-3.B.9 L'augmentation des sédiments dans les voies d'eau peut réduire l'infiltration de lumière, ce qui peut affecter les producteurs primaires et les prédateurs visuels. Les sédiments peuvent également se déposer, perturbant les habitats.
• STB-3.B.10 Lorsque les sources élémentaires de mercure entrent dans les environnements aquatiques, les bactéries de l'eau les convertissent en méthylmercure hautement toxique.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.C : Décrire les perturbateurs endocriniens.

• STB-3.C.1 Les perturbateurs endocriniens sont des produits chimiques susceptibles d'interférer avec le système endocrinien des animaux.

Objectif d'apprentissage STB-3.D : Décrire les effets des perturbateurs endocriniens sur les écosystèmes.

• STB-3.D.1 Les perturbateurs endocriniens peuvent entraîner des malformations congénitales, des troubles du développement et des déséquilibres sexuels chez les poissons et d'autres espèces.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.E : Décrire les impacts des activités humaines sur les zones humides et les mangroves.

• STB-3.E.1 Les zones humides sont des zones où l'eau recouvre le sol, soit partiellement, soit totalement.
• STB-3.E.2 Les zones humides offrent divers services écologiques, notamment la purification de l'eau, la protection contre les inondations, la filtration de l'eau et l'habitat.
• STB-3.E.3 Les menaces pesant sur les zones humides et les mangroves incluent le développement commercial, la construction de barrages, la surpêche et les polluants provenant de l'agriculture et des déchets industriels.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.F : Expliquer les effets environnementaux d'une utilisation excessive d'engrais et de détergents sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.F.1 L'eutrophisation survient lorsqu'un corps d'eau s'enrichit en nutriments.
• STB-3.F.2 L'augmentation des nutriments dans les environnements aquatiques eutrophiques provoque une prolifération algale. Lorsqu'elle meurt, les microbes digèrent les algues, ainsi que l'oxygène présent dans l'eau, entraînant une diminution des niveaux d'oxygène dissous. Le manque d'oxygène dissous peut entraîner des mortalités massives de poissons et d'autres organismes aquatiques.
• STB-3.F.3 Les cours d'eau hypoxiques sont des masses d'eau pauvres en oxygène dissous.
• STB-3.F.4 Par rapport aux cours d'eutrophiques, les cours d'oligotrophiques ont de très faibles quantités de nutriments, des populations d'algues stables et une teneur élevée en oxygène dissous.
• STB-3.F.5 Les causes anthropiques de l'eutrophisation sont le ruissellement agricole et le rejet d'eaux usées.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.G : Décrire les effets de la pollution thermique sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.G.1 La pollution thermique se produit lorsque la chaleur rejetée dans l'eau a des effets négatifs sur les organismes de cet écosystème.
• STB-3.G.2 Les variations de température de l'eau affectent la concentration d'oxygène dissous car l'eau chaude ne contient pas autant d'oxygène que l'eau froide.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.H : Décrire l'effet des polluants organiques persistants (POP) sur les écosystèmes.

• STB-3.H.1 Les polluants organiques persistants (POP) ne se dégradent pas facilement dans l'environnement car ce sont des molécules synthétiques à base de carbone (telles que le DDT et les PCB).
• STB-3.H.2 Les polluants organiques persistants (POP) peuvent être toxiques pour les organismes car ils sont solubles dans les graisses, ce qui leur permet de s'accumuler dans les tissus adipeux des organismes.
• STB-3.H.3 Les polluants organiques persistants (POP) peuvent parcourir de longues distances par le vent et l'eau avant d'être redéposés.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.I : Décrire la bioaccumulation et la biomagnification.

• STB-3.I.1 La bioaccumulation est l'absorption sélective et la concentration d'éléments ou de composés par les cellules d'un organisme vivant, le plus souvent des composés liposolubles.
• STB-3.I.2 La biomagnification est l'augmentation de la concentration de substances par unité de tissu corporel qui se produit au niveau trophique successivement supérieur d'une chaîne alimentaire ou d'un réseau trophique.

Objectif d'apprentissage STB-3.J : Décrire les effets de la bioaccumulation et de la biomagnification.

• STB-3.J.1 Certains effets qui peuvent survenir dans un écosystème lorsqu'une substance persistante est biomagnifiée dans une chaîne alimentaire incluent l'amincissement des coquilles d'œufs et des malformations du développement chez les carnivores supérieurs des niveaux trophiques supérieurs.
• STB-3.J.2 Les humains subissent également des effets nocifs de la biomagnification, notamment des problèmes liés aux systèmes reproducteur, nerveux et circulatoire.
• STB-3.J.3 Le DDT, le mercure et les PCB sont des substances qui s'accumulent dans les organismes et ont des impacts environnementaux importants.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.K : Décrire les méthodes d'élimination des déchets solides.

• STB-3.K.1 Les déchets solides sont tout matériau jeté qui n'est ni liquide ni gazeux. Ils sont générés dans les secteurs domestique, industriel, commercial et agricole.
• STB-3.K.2 Les déchets solides sont le plus souvent éliminés dans des décharges. Les décharges peuvent contaminer les eaux souterraines et libérer des gaz nocifs.
• STB-3.K.3 Les déchets électroniques, ou e-déchets, sont composés d'appareils électroniques jetés, y compris les téléviseurs, les téléphones portables et les ordinateurs.
• STB-3.K.4 Une décharge municipale sanitaire consiste en une membrane inférieure (plastique ou argile), un système de collecte des eaux pluviales, un système de collecte des lixiviats, une couverture et un système de collecte du méthane.

Objectif d'apprentissage STB-3.L : Décrire les effets des méthodes d'élimination des déchets solides.

• STB-3.L.1 Les facteurs de la décomposition en décharge comprennent la composition des ordures et les conditions nécessaires à la décomposition microbienne des déchets.
• STB-3.L.2 Les déchets solides peuvent également être éliminés par incinération, où les déchets sont brûlés à haute température. Cette méthode réduit considérablement le volume des déchets solides mais libère des polluants atmosphériques.
• STB-3.L.3 Certains articles ne sont pas acceptés dans les décharges sanitaires et peuvent être éliminés illégalement, entraînant des problèmes environnementaux. Un exemple est les pneus usagés, qui, lorsqu'ils sont laissés en tas, peuvent devenir des lieux de reproduction de moustiques capables de propager des maladies.
• STB-3.L.4 Certains pays éliminent leurs déchets en les déversant dans l'océan. Cette pratique, ainsi que d'autres sources de plastique, a conduit à la formation de vastes îles flottantes de déchets dans les océans. De plus, la faune peut s'empiéter dans les déchets, ainsi que les ingérer.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.M : Décrire les changements aux pratiques actuelles qui pourraient réduire la quantité de déchets générés et leurs avantages et inconvénients associés.

• STB-3.M.1 Le recyclage est un processus par lequel certains matériaux solides sont traités et convertis en nouveaux produits.
• STB-3.M.2 Le recyclage est un moyen de réduire la demande mondiale actuelle en minéraux, mais ce processus est énergivore et peut être coûteux.
• STB-3.M.3 Le compostage est le processus de décomposition de matières organiques telles que les restes alimentaires, le papier et les déchets verts. Le produit de cette décomposition peut être utilisé comme engrais. Les inconvénients du compostage incluent les odeurs et les rongeurs.
• STB-3.M.4 Les déchets électroniques peuvent être réduits par le recyclage et la réutilisation. Les déchets électroniques peuvent contenir des produits chimiques dangereux, notamment des métaux lourds tels que le plomb et le mercure, qui peuvent s'infiltrer depuis les décharges vers les eaux souterraines s'ils ne sont pas éliminés correctement.
• STB-3.M.5 Les stratégies d'atténuation des décharges varient de la combustion des déchets pour produire de l'énergie à la restauration d'habitats sur d'anciennes décharges utilisées comme parcs.
• STB-3.M.6 La combustion des gaz produits par la décomposition de matière organique dans les décharges peut être utilisée pour actionner des turbines et produire de l'électricité. Ce processus réduit le volume des décharges.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.N : Décrire les meilleures pratiques dans le traitement des eaux usées.

• STB-3.N.1 Le traitement primaire des eaux usées consiste en l'élimination physique des gros objets, souvent au moyen de grilles et de barreaux, suivie du décantation des déchets solides au fond d'un réservoir.
• STB-3.N.2 Le traitement secondaire est un processus biologique au cours duquel les bactéries dégradent la matière organique en dioxyde de carbone et en boues inorganiques, qui se déposent au fond d'un réservoir. Le réservoir est aéré pour augmenter le taux de dégradation de la matière organique par les bactéries.
• STB-3.N.3 Le traitement tertiaire utilise des procédés écologiques ou chimiques pour éliminer les polluants restants dans l'eau après les traitements primaire et secondaire.
• STB-3.N.4 Avant le rejet, l'eau traitée est exposée à un ou plusieurs désinfectants (généralement du chlore, de l'ozone ou des rayons UV) pour tuer les bactéries.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.A : Définir la dose létale 50 % ($LD_{50}$).

• EIN-3.A.1 La dose létale 50 % ($LD_{50}$) est la dose d'un produit chimique létale pour 50 % de la population d'une espèce particulière.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.B : Évaluer les courbes dose-réponse.

• EIN-3.B.1 Une courbe dose-réponse décrit l'effet sur un organisme ou le taux de mortalité dans une population en fonction de la dose d'un toxique ou d'un médicament particulier.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.C : Identifier les sources de problèmes de santé humaine liés à la pollution.

• EIN-3.C.1 Il peut être difficile d'établir un lien de cause à effet entre les polluants et les problèmes de santé humaine car les humains sont exposés à une grande variété de produits chimiques et de polluants.
• EIN-3.C.2 La dysenterie est causée par les eaux usées non traitées dans les rivières et les cours d'eau.
• EIN-3.C.3 Le mésothéliome est un type de cancer causé principalement par l'exposition à l'amiante.
• EIN-3.C.4 Des problèmes respiratoires et une fonction pulmonaire globale peuvent être affectés par des niveaux élevés d'ozone troposphérique.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.D : Expliquer les pathogènes humains et leur cycle dans l'environnement.

• EIN-3.D.1 Les pathogènes s'adaptent pour tirer parti de nouvelles opportunités d'infection et de propagation au sein des populations humaines.
• EIN-3.D.2 Des pathogènes spécifiques peuvent se trouver dans de nombreux environnements, indépendamment de l'apparence des conditions sanitaires.
• EIN-3.D.3 Alors que les zones climatiques de type équatorial se propagent vers le nord et le sud dans ce qui sont actuellement des zones climatiques subtropicales et tempérées, les pathogènes, les maladies infectieuses et tout vecteur associé se propagent dans ces zones où la maladie n'a pas été connue auparavant.
• EIN-3.D.4 Les zones pauvres et à faible revenu manquent souvent d'élimination sanitaire des déchets et disposent de sources d'eau potable contaminées, créant des foyers et des opportunités pour la propagation de maladies infectieuses.
• EIN-3.D.5 La peste est une maladie transmise par des organismes infectés par la bactérie de la peste. Elle est transférée aux humains par la piqûre d'un organisme infecté ou par contact avec des fluides ou tissus contaminés.
• EIN-3.D.6 La tuberculose est une infection bactérienne qui attaque généralement les poumons. Elle se propage en inhalant les bactéries présentes dans les fluides corporels d'une personne infectée.
• EIN-3.D.7 Le paludisme est une maladie parasitaire causée par les piqûres de moustiques infectés. Il se trouve le plus souvent en Afrique subsaharienne.
• EIN-3.D.8 Le virus du Nil occidental est transmis aux humains par les piqûres de moustiques infectés.
• EIN-3.D.9 Le syndrome respiratoire aigu sévère (SARS) est une forme de pneumonie. Il est transmis par inhalation ou toucher de fluides infectés.
• EIN-3.D.10 Le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) est une maladie respiratoire virale transmise des animaux aux humains.
• EIN-3.D.11 Le Zika est un virus transmis par les piqûres de moustiques infectés. Il peut être transmis par contact sexuel.
• EIN-3.D.12 Le choléra est une maladie bactérienne contractée par l'eau contaminée.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.A : Expliquer l'importance de l'ozone stratosphérique pour la vie sur Terre.

• STB-4.A.1 La couche d'ozone stratosphérique est importante pour l'évolution de la vie sur Terre et pour la santé et la survie continues de la vie sur Terre.
• STB-4.A.2 L'appauvrissement de l'ozone stratosphérique est causé par des facteurs anthropiques, tels que les chlorofluorocarbures (CFC), et des facteurs naturels, tels que la fonte des cristaux de glace dans l'atmosphère au début du printemps antarctique.
• STB-4.A.3 Une diminution de l'ozone stratosphérique augmente les rayons UV qui atteignent la surface de la Terre. L'exposition aux rayons UV peut entraîner des cancers de la peau et des cataractes chez l'homme.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.B : Décrire les produits chimiques utilisés pour remplacer les chlorofluorocarbures (CFC).

• STB-4.B.1 L'appauvrissement de l'ozone peut être atténué en remplaçant les produits chimiques appauvrissant l'ozone par des substituts qui n'appauvrissent pas la couche d'ozone. Les hydrofluorocarbures (HFC) sont un tel remplacement, mais certains sont de puissants gaz à effet de serre.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.C : Identifier les gaz à effet de serre.

• STB-4.C.1 Les principaux gaz à effet de serre sont le dioxyde de carbone, le méthane, la vapeur d'eau, le protoxyde d'azote et les chlorofluorocarbures (CFC).
• STB-4.C.2 Bien que la vapeur d'eau soit un gaz à effet de serre, elle ne contribue pas significativement au changement climatique mondial car elle a un temps de résidence court dans l'atmosphère.
• STB-4.C.3 L'effet de serre entraîne la température de surface nécessaire à l'existence de la vie sur Terre.

Objectif d'apprentissage STB-4.D : Identifier les sources et la puissance des gaz à effet de serre.

• STB-4.D.1 Le dioxyde de carbone, qui a un potentiel de réchauffement global (PRG) de 1, est utilisé comme point de référence pour la comparaison des différents gaz à effet de serre et de leurs impacts sur le changement climatique mondial. Les chlorofluorocarbures (CFC) ont le PRG le plus élevé, suivis par le protoxyde d'azote, puis le méthane.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.E : Identifier les menaces pour la santé humaine et l'environnement posées par une augmentation des gaz à effet de serre.

• STB-4.E.1 Le changement climatique mondial, causé par un excès de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, peut entraîner une variété de problèmes environnementaux, notamment l'élévation du niveau de la mer résultant de la fonte des calottes glaciaires et de l'expansion de l'eau océanique, ainsi que la propagation de vecteurs de maladie des tropiques vers les pôles. Ces problèmes peuvent entraîner des changements dans la dynamique des populations et des mouvements de population en réponse.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.F : Expliquer comment les changements climatiques, à court et long terme, impactent les écosystèmes.

• STB-4.F.1 La Terre a connu des changements climatiques tout au long de l'ère géologique, avec de grands changements de températures mondiales provoquant des périodes de réchauffement et de refroidissement, comme enregistré avec les données $\text{CO}_2$ et les carottes de glace.
• STB-4.F.2 Les effets du changement climatique incluent des températures croissantes, la fonte du pergélisol et de la glace de mer, l'élévation du niveau de la mer et le déplacement des populations côtières.
• STB-4.F.3 Les écosystèmes marins sont affectés par les changements du niveau de la mer, positivement dans certains cas, comme dans les nouveaux habitats créés sur les plateaux continentaux now-submergés, et négativement dans d'autres, comme les communautés plus profondes qui pourraient ne plus se trouver dans la zone photique de l'eau de mer.
• STB-4.F.4 Les vents générés par la circulation atmosphérique aident à transporter la chaleur à travers la Terre. Le changement climatique peut modifier les schémas de circulation, car les changements de température peuvent impacter les cellules de Hadley et le jet stream.
• STB-4.F.5 Les courants océaniques, ou le convoyeur océanique, transportent la chaleur à travers le monde. Lorsque ces courants changent, cela peut avoir un grand impact sur le climat mondial, surtout dans les régions côtières.
• STB-4.F.6 Le changement climatique peut affecter les sols par des changements de température et de précipitations, ce qui peut impacter la viabilité du sol et potentiellement augmenter l'érosion.
• STB-4.F.7 Les régions polaires de la Terre montrent des temps de réponse plus rapides au changement climatique mondial car la glace et la neige dans ces régions réfléchissent le plus d'énergie vers l'espace, conduisant à une boucle de rétroaction positive.
• STB-4.F.8 Alors que la Terre se réchauffe, cette glace et cette neige fondent, ce qui signifie qu'une moindre énergie solaire est renvoyée vers l'espace et est au lieu de cela absorbée par la surface de la Terre. Cela provoque à son tour un réchauffement accru des régions polaires.
• STB-4.F.9 Le temps de réponse du changement climatique global dans l'Arctique est dû à des boucles de rétroaction positive impliquant la fonte de la banquise et le dégel du pergélisol, ainsi qu'à la libération subséquente de gaz à effet de serre comme le méthane.
• STB-4.F.10 Une conséquence de la perte de glace et de neige dans les régions polaires est l'effet sur les espèces qui dépendent de la glace pour leur habitat et leur nourriture.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.G : Expliquer les causes et les effets du réchauffement des océans.

• STB-4.G.1 Le réchauffement des océans est causé par l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
• STB-4.G.2 Le réchauffement des océans peut affecter les espèces marines de diverses manières, y compris la perte d'habitat et des changements métaboliques et reproductifs.
• STB-4.G.3 Le réchauffement des océans provoque le blanchiment des coraux, qui survient lorsque la perte d'algues au sein des coraux fait que ces derniers blanchissent. Certains coraux se récupèrent et d'autres meurent.

Compréhension fondamentale (STB-4) : Les activités humaines locales et régionales peuvent avoir des impacts au niveau mondial.

Objectif d'apprentissage STB-4.H : Expliquer les causes et les effets de l'acidification des océans.

• STB-4.H.1 L'acidification des océans est la diminution du pH des océans, principalement due à l'augmentation des concentrations $\text{CO}_2$ dans l'atmosphère, et peut être exprimée sous forme d'équations chimiques.
• STB-4.H.2 À mesure que plus de $\text{CO}_2$ est relâché dans l'atmosphère, les océans, qui absorbent une grande partie de ce $\text{CO}_2$, deviennent plus acides.
• STB-4.H.3 Les activités anthropiques qui contribuent à l'acidification des océans sont celles qui entraînent une augmentation des concentrations $\text{CO}_2$ dans l'atmosphère : combustion des combustibles fossiles, émissions automobiles et déforestation.
• STB-4.H.4 L'acidification des océans endommage les coraux car elle rend difficile la formation de leurs coquilles, en raison de la perte de carbonate de calcium.

Compréhension fondamentale (EIN-4) : La santé d'une espèce est étroitement liée à son écosystème, et de mineurs changements environnementaux peuvent avoir un grand impact.

Objectif d'apprentissage EIN-4.A : Expliquer les problèmes environnementaux associés aux espèces envahissantes et les stratégies pour les contrôler.

• EIN-4.A.1 Les espèces envahissantes sont des espèces qui peuvent vivre, et parfois prospérer, en dehors de leur habitat normal. Les espèces envahissantes peuvent parfois être bénéfiques, mais elles sont considérées comme envahissantes lorsqu'elles menacent les espèces indigènes.
• EIN-4.A.2 Les espèces envahissantes sont souvent des espèces généralistes et r-sélectionnées et peuvent donc supplanter les espèces indigènes pour les ressources.
• EIN-4.A.3 Les espèces envahissantes peuvent être contrôlées par une variété d'interventions humaines.

Compréhension fondamentale (EIN-4) : La santé d'une espèce est étroitement liée à son écosystème, et de mineurs changements environnementaux peuvent avoir un grand impact.

Objectif d'apprentissage EIN-4.B : Expliquer comment les espèces deviennent en voie de disparition et les stratégies pour combattre ce problème.

• EIN-4.B.1 Une variété de facteurs peuvent conduire une espèce à être menacée d'extinction, tels que la chasse intensive, un régime alimentaire limité, la concurrence avec des espèces envahissantes ou des besoins en habitat spécifiques et restreints.
• EIN-4.B.2 Toutes les espèces ne seront pas en danger d'extinction lorsqu'exposées aux mêmes changements dans leur écosystème. Les espèces capables de s'adapter aux changements de leur environnement ou de se déplacer vers un nouvel environnement sont moins susceptibles de faire face à l'extinction.
• EIN-4.B.3 Les pressions sélectives sont tous les facteurs qui modifient les comportements et la fitness des organismes au sein d'un environnement.
• EIN-4.B.4 Les espèces d'un écosystème donné compétissent pour des ressources telles que le territoire, la nourriture, les partenaires et l'habitat, et cette compétition peut mener à la mise en danger ou à l'extinction.
• EIN-4.B.5 Les stratégies pour protéger les populations animales incluent la pénalisation du braconnage, la protection des habitats animaux et la législation.

Compréhension fondamentale (EIN-4) : La santé d'une espèce est étroitement liée à son écosystème, et de mineurs changements environnementaux peuvent avoir un grand impact.

Objectif d'apprentissage EIN-4.C : Expliquer comment les activités humaines affectent la biodiversité et les stratégies pour combattre ce problème.

• EIN-4.C.1 HIPPCO (destruction de l'habitat, espèces invasives, croissance de la population, pollution, changement climatique et surexploitation) décrit les principaux facteurs menant à une diminution de la biodiversité.
• EIN-4.C.2 La fragmentation de l'habitat se produit lorsque de grands habitats sont morcelés en zones plus petites et isolées. Les causes de la fragmentation de l'habitat incluent la construction de routes et de pipelines, le dégagement pour l'agriculture ou le développement, et l'abattage forestier.
• EIN-4.C.3 L'échelle de la fragmentation de l'habitat ayant un effet néfaste sur les habitants d'un écosystème donné variera d'une espèce à l'autre au sein de cet écosystème.
• EIN-4.C.4 Le changement climatique mondial peut provoquer une perte d'habitat via des changements de température, de précipitations et une élévation du niveau de la mer.
• EIN-4.C.5 Certains organismes ont été partiellement ou totalement domesticés et sont maintenant gérés pour des rendements économiques, comme les colonies d'abeilles et le bétail domestique. Cette domestication peut avoir un impact négatif sur la biodiversité de cet organisme.
• EIN-4.C.6 Certaines façons dont les humains peuvent atténuer l'impact de la perte de biodiversité incluent la création de zones protégées, l'utilisation de couloirs écologiques, la promotion de pratiques d'aménagement durable des terres et la restauration des habitats perdus.