L’atmosphère terrestre et la vie

Chapitre 1 : L’atmosphère terrestre et la vie

Il y a 4,5 Ga années, sur les restes d’une nébuleuse, le Soleil s’est allumé. Autour de lui, des objets se rencontrèrent et formèrent des planètes en étant à l’état liquide. Toutes les planètes ont une structure concentrique : avec les éléments les plus lourds au centre. Parfois, un noyau liquide.

1) L’atmosphère et les océans de la Terre primitive

L’atmosphère actuelle a la composition suivante : 78% de diazote, 21% de dioxygène et 1% d’autres gazes (gazes rares, comme le CO2). L’atmosphère primitive avait une composition bien différente : elle correspondait aux gazes libérées par les volcans, soit une forte quantité de vapeur d’eau et de CO2. Cette atmosphère était totalement dénuée de dioxygène et elle présentait un effet de serre extrêmement fort à cause du CO2: progressivement l’eau s’est condensée pour passer à l’état liquide ce qui a commencé à former les océans. Actuellement on considère que la moitié de l’eau sur Terre est extraterrestre.

Le document 5 p. 23 présente les 3 états de l’eau en fonction du couple Pression Température. Sur Terre, la température moyenne est d’environ 15°c, c’est pourquoi l’eau y est en quasi-totalité à l’état liquide. En effet, la pression atmosphérique est de 1 atm soit 105 pascal.

2) Le dioxygène atmosphérique : un déchet du vivant

Le dioxygène de l’atmosphère est le produit de la photosynthèse. L’atmosphère primitive n’en contenait pas. Les plus anciens organismes observés sont les stromatolithes. Les plus anciens fossiles remontent à -3,8 Ga. Certains vivent encore sur les côtes australiennes : ce sont des bactéries réalisant la photosynthèse donc produisant du dioxygène. Elles forment également une fine couche de calcaire tous les ans.

Problème : le doc 5 semble indiquer que le taux de dioxygène a commencé à augmenter il y a 2,5 Ga pour atteindre le taux actuel il y a environ -0,5 Ga.

Qu’est devenu le dioxygène entre -3,8 et -2,5 Ga ?

Réponse : pendant 1,5 Ga, le dioxygène libéré a été piégé par le fer amené par les fleuves depuis les montagnes : des fers rubanés se sont formés. À partir -2,5 Ga, le dioxygène a commencé à s’échapper de l’océan et à enrichir l’atmosphère. Dès lors des minerais de fer sont formés sur les continents ce qui prouve la présence du dioxygène dans l’atmosphère.

3) Ledevenirdudioxygèneatmosphérique

Dans la haute stratosphère, une très petite partie du dioxygène se transforme en ozone. Ce gaz intervient pour filtrer les rayons UV arrivant à la surface de l’atmosphère.

Ce graphique illustre les rayons arrivant à la surface de l’atmosphère ainsi que ceux arrivant à la surface du sol : les 3 types d’UV parviennent à la surface de l’atmosphère. En revanche au niveau du sol, il y a absence d’UV-C qui sont bien bloqués par l’Ozone. Les UV-B passent partiellement, et les UV-A passent complètement.

Le document 6 indique les dégâts causés à la molécule d’ADN en fonction de la longueur d’onde : les UV-C sont très toxiques, les UV-B le sont moyennement et les UV-A ne le sont

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