L'atmosphère terrestre et la vie, Examens de Sciences de la Terre

Télécharge L'atmosphère terrestre et la vie et plus Examens au format PDF de Sciences de la Terre sur Docsity uniquement! 10 Science, climat et sociétéI Partie L’atmosphère terrestre et la vie Résumé L’atmosphère primitive était différente de l’atmosphère actuelle. L’enrichissement en dioxygène et l’appauvrissement en dioxyde de carbone sont corrélés aux processus biologiques (photosynthèse, respiration) et géologiques (formation des roches). Le carbone et l’oxygène circulent entre différents réservoirs et leurs flux maintiennent l’équilibre de la composition atmosphérique. Les combustions liées à l’activité humaine perturbent cet équilibre. I De l’atmosphère primitive à l’atmosphère actuelle La composition de l’atmosphère a évolué de l’atmosphère primitive à l’atmosphère actuelle. L’atmosphère primitive était principalement constituée de vapeur d’eau et de dioxyde de carbone. L’atmosphère actuelle est pauvre en eau et en dioxyde de carbone mais riche en dioxygène. Le refroidissement de la Terre a permis l’apparition d’eau liquide et la formation des océans. A La composition de l’atmosphère La composition de l’atmosphère actuelle est différente de celle qui existait au moment de la formation de la Terre il y a 4,6 milliards d’années. L’atmosphère primitive était riche en eau et en dioxyde de carbone, l’atmosphère actuelle est riche en diazote et en dioxygène. L’atmosphère primitive date de la formation de la Terre, il y a 4,6 milliards d’années. Sa composition proviendrait du volcanisme intense qui régnait à cette époque. En effet, les volcans actuels libèrent principalement de l’eau (sous forme de vapeur d’eau), du dioxyde de carbone ainsi que du diazote et d’autres gaz. 9782340-045309_001-180.indd 10 17/11/2020 17:26 Fiches 11 Les principaux changements entre l’atmosphère primitive et l’atmosphère actuelle sont la disparition presque totale de la vapeur d’eau H2O( ) et du dioxyde de carbone CO2( ), l’augmentation de la teneur en diazote N2( ) et l’apparition de dioxygène O2( ). Remarque L’atmosphère actuelle contient de nombreux gaz à l’état de traces. En plus de l’eau et du CO2 , on trouve du méthane CH4( ) et du protoxyde d’azote N2O( ) , gaz à effet de serre. B L’apparition de l’eau liquide Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a conduit à la liquéfaction de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère initiale. Cette accumulation d’eau liquide pendant des millions d’années a formé les océans. Les changements d’état de l’eau dépendent des conditions de pression et de température régnant à la surface de la Terre. 9782340-045309_001-180.indd 11 17/11/2020 17:26 14 Science, climat et sociétéI Partie Définition Cyanobactéries Les cyanobactéries sont des bactéries photosynthétiques également appelées « algues bleues ». Les dépôts de fer rubané, formations sédimentaires marines, sont composés d’oxydes de fer qui donnent la couleur rouge à ces roches. Ils indiquent la présence d’O2 dans l’eau. En effet, les ions Fe2 + présents dans l’eau ne s’oxydent qu’en présence d’O2 . L’épuisement des ions Fe2 + ralentit la formation de fer rubané. La teneur en O2 de l’eau augmente et enrichit l’atmosphère en O2 à partir de −2,4 milliards d’années.  Exemple L’hématite Fe2O3 est un exemple d’oxyde de fer donnant la couleur rouge aux roches. Il se forme selon la réaction suivante : 4Fe +3O2 → 4Fe2O3 © Wikimedia Commons D’autres indices corroborent ces résultats : – L’uraninite est un minéral soluble dans l’eau oxygénée. Sa présence dans des dépôts détritiques des fleuves datés de −3,5 à −2,2 milliards d’années indique l’absence ou une trop faible présence d’O2 dans l’atmosphère terrestre pendant cette période. – Les couches rouges riches en oxydes ferriques formées en milieu continental, dont les plus anciennes sont datées de 2 milliards d’années, révèlent la présence d’O2 atmosphérique à cette époque. La teneur actuelle d’O2 atmosphérique est présente depuis 500 millions d’années et correspond à l’explosion de la vie sur Terre. 9782340-045309_001-180.indd 14 17/11/2020 17:26 Fiches 15 B Les flux de dioxygène Les flux de dioxygène s’observent entre l’atmosphère et la biosphère. Les êtres vivants sont à la fois des puits et des sources de dioxygène. La teneur en dioxygène de l’atmosphère est ainsi maintenue. Les combustions liées aux activités humaines s’ajoutent aux puits naturels de dioxygène. Une source d’O2 est un mécanisme qui produit de l’O2, donc enrichit l’atmosphère en O2. Les êtres vivants aquatiques ou terrestres réalisant la photosynthèse libèrent de l’O2 dans l’atmosphère. Ce sont les sources d’O2 . Un puits d’O2 est un mécanisme qui consomme de l’O2 , donc appauvrit l’atmosphère en O2 . Les êtres vivants réalisant la respiration utilisent l’O2 , tout comme les combustions. En effet, dans une combustion, le comburant est le plus souvent le dioxygène. Combustions et respiration sont deux puits de dioxygène. C L’ozone dans l’atmosphère L’ozone est formé dans l’atmosphère par l’action du rayonnement ultraviolet sur le dioxygène. Il constitue une couche protectrice ayant permis l’apparition et le développement de la vie en dehors des océans. La couche d’ozone est située entre 20 et 50 km d’altitude. Sous l’action des rayons ultraviolets (UV), le dioxygène est dissocié en deux atomes d’oxygène  O( ). Un atome 9782340-045309_001-180.indd 15 17/11/2020 17:26 16 Science, climat et sociétéI Partie d’oxygène s’associe à une molécule de dioxygène O2( ) pour former une molécule d’ozone O3( ). L’ADN absorbe les UVC responsables de nombreuses mutations de l’ADN. L’ozone absorbe également les UVC, ainsi qu’une partie des UVB. L’ozone atmosphérique protège ainsi l’ADN de nombreuses mutations. 9782340-045309_001-180.indd 16 17/11/2020 17:26