SVT - Chapitre 1: L'atmosphère terrestre et la vie Flashcards
Atmosphère terrestre
L’atmosphère est une couche de gaz située à la surface d’une planète. Contrairement aux autres planètes du système solaire, l’atmosphère terrestre est la seule à avoi permis l’émergence de la vie et son maintien au cours du temps
Composition actuelle de l’atmosphère terrestre
Environ 78% de N2, 21% d’O2, 0.03% de CO2 et des traces d’autres gaz (H2O, CH4, N2O, Ar)
Chondrites
Météorites et roches les plus anciennes du système solaire, elles permettent de nous renseigner sur la composition de la Terre primitive il y a 4.6 Ga
Atmosphère primitive
Très différente de l’atmosphère actuelle, environ 80 à 85% d’H2O, 10% de CO2, 5% de N2 et des traces d’autres gaz
Evolution de la composition en H2O et en CO2
Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a permis, il y a 4,4 Ga, la condensation de la vapeur d’eau atmosphérique. Cette liquéfaction de la vapeur d’eau a formé l’hydrosphère.
Le CO2 atmosphérique s’est dissout dans l’eau des océans. Ce CO2 dissout a ensuite précipité et a formé des roches carbonatés
L’apport des roches sédimentaires
De -4 à -2,2 Ga, l’érosion des roches continentales libèrent du Fe2+ qui est alors transporté par ruissellement jusque dans l’océan. En milieu océanique, ce fer précipite et forme ainsi des roches sédimentaires ferriques (BIF’s) riche en Fe2+ (fer réduit). Lorsque le milieu est devenu oxydant, le Fe2+ présent dans ces roches s’est oxydé formant des ions Fe3+ donnant cette couleur rouge caractéristique de l’oxydation du fer
Après -2,2 Ga, les gisements de fer rubanés disparaissent. Sur les continents, des formations de roches rouges (paléosols rouges ou Red Beds) témoignent d’une érosion des continents sous une atmosphère devenue peu à peu oxydante. en effet, le dioxygène a saturé les océans, est ensuite passé dans l’atmosphère qui est alors devenue oxydante. Au fur et à mesure, le Fe2+ continental fut oxydé
Les indices d’une activité biologique
Les stromatolithes sont des formations calcaires qui apparaissent dès 3,5 Ga. L’étude des rares stromatolithes se formant actuellement (en Australie par exemple) a montré que leur formation est liée à l’activité de Cyanobactéries vivant à leur surface. L’activité photosynthétique, en consommant du CO2, entraîne la précipitation du CaCO3 (carbonate de calcium en solution dans l’eau) qui se dépose alors en couches successives et assure sa croissance vers le haut.
Le dioxygène produit par ces êtres vivants photosynthétiques aurait permis, entre 3,5 et 2,2 Ga, d’oxyder le fer réduit (Fe2+ et Fe3+) présent dans les océans à l’origine de la formation des BIF’s
Formation d’une couche d’ozone protectrice pour les êtres vivants
Dans la haute atmosphère, sous l’effet des UV, les molécules de dioxygène se dissocient. Les atomes d’oxygène ainsi libérés se recombinent avec d’autres molécules de dioxygène pour former l’ozone O3. L’ozone constitue une couche de concentration maximale à une altitude de 30km. Cette couche d’ozone absorbe une partie des rayons ultraviolets et protège les êtres vivants (notamment des effets mutagènes des UV)
Evolution récente de la composition de l’atmosphère terrestre
L’atmosphère actuelle résulte d’un long processus biogéologique: condensation de la vapeur d’eau, production et consommation de dioxyde de carbone, production de dioxygène, porduction d’ozone. Depuis plus de 800 000 ans, l’atmosphère est à l’équilibre: la concentration des gaz ne varient pas.
Mais depuis les années 1750, période de l’ère industrielle, la productiond e CO2 devient excédentaire modifiant l’équilibre naturel de l’atmosphère
Le cycle du Carbone
Le carbone est un constituant de nombreuse molécules organiques (matière organique vivante ou fossile) et minérales (CO2, calcaire CaCO3, …)
Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels: l’atmosphère, la lithosphère, l’hydrosphère et la biosphère. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont régis par des mécanismes biologiques (photosynthèse, respiration) ou géologiques (fossilisation, dissolution, précipitation) qui peuvent être quantifiés en Gt/an. Naturellement, les flux entre les différents réservoirs sont équilibrés et les quantités de carbone dans les différents réservoirs restent constantes.
Une augmentation rapide de la teneur en CO2 atmosphérique
Le déséquilibre provient du fait que les mécanismes qui puisent le dioxyde de carbone comme la photosynthèse directement en lien avec la formation des roches carbonées sont très lents (la formation des combustibles fossiles piège 0,2Gt/an alors que plus de 6 Gt/an sont émis par les activités humaines). Le réservoir ne se reconstitue pas aussi vite qu’il est utilisé; le cycle du Carbone est déséquilibré.
Combustibles fossiles
Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent: ces ressources en énergie sont dites non renouvelables. L’Homme, par ses activités, perturbe le cycle naturel du carbone et contribue à augmenter la quantité de CO2 atmosphérique
