★ À maîtriser
Il y a environ 4,6 milliards d’années, l’atmosphère primitive était composée de N₂, de CO₂ et de H₂O.
La composition actuelle de l’atmosphère est d’environ 78 % de N₂, 21 % d’O₂ et des traces d’autres gaz, dont H₂O, CO₂, CH₄ et N₂O.
Le refroidissement de la Terre primitive a liquéfié rapidement la vapeur d’eau atmosphérique, permettant la formation de l’hydrosphère.
Compléments
Dégazage, refroidissement, liquéfaction : l’eau forme les océans.
★ À maîtriser
Il y a au moins 3,5 Ga, les premières traces de bactéries photosynthétiques sont apparues.
Il y a 2,4 Ga, l’oxygénation de l’atmosphère terrestre a suivi celle des océans, à laquelle les bactéries photosynthétiques ont contribué.
Sous l’effet des ultraviolets solaires, le dioxygène stratosphérique se dissocie et participe à une transformation chimique qui forme de l’ozone.
L’ozone stratosphérique absorbe une partie des ultraviolets solaires et protège les êtres vivants de leurs effets mutagènes.
Compléments
Les sources et les puits actuels de dioxygène sont essentiellement liés aux êtres vivants, par la photosynthèse et la respiration, ainsi qu’aux combustions.
L’altération des roches continentales par l’eau liquide consomme du CO₂ atmosphérique, qui est piégé dans l’hydrosphère sous forme de carbonates peu solubles précipités.
Photosynthèse bactérienne → oxygénation des océans puis de l’atmosphère.
★ À maîtriser
La température moyenne de la Terre, calculée à partir de mesures de terrain et de mesures satellitaires, est un indicateur du climat global.
Depuis plusieurs centaines de milliers d’années, la concentration atmosphérique en CO₂ n’a jamais augmenté aussi rapidement qu’actuellement.
Compléments
Climatologie : moyen ou long terme ; météorologie : court terme.
★ À maîtriser
Depuis un siècle et demi, le réchauffement climatique global mesuré est d’environ 1 °C et répond à l’augmentation du forçage radiatif due aux émissions de gaz à effet de serre.
Les principaux gaz à effet de serre cités sont :
Quand la concentration des gaz à effet de serre augmente, l’atmosphère absorbe davantage de rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et renvoie davantage de puissance radiative vers cette surface.
L’énergie supplémentaire liée au déséquilibre radiatif est surtout stockée par les océans, mais aussi par l’air et les sols, ce qui augmente la température moyenne de surface et le niveau des océans.
L’océan amortit le réchauffement en absorbant une partie de l’énergie et du CO₂ émis par les activités humaines ; la dilatation thermique de l’eau et la fonte des glaces continentales contribuent à la montée du niveau des océans.
Compléments
La diminution des glaces réduit l’albédo terrestre et amplifie le réchauffement ; le dégel partiel du permafrost libère des gaz à effet de serre et amplifie également le réchauffement.
L’accumulation d’énergie dans les océans rend le changement climatique irréversible à des échelles de temps de plusieurs siècles.
À court terme, les organismes chlorophylliens constituent un puits de CO₂ et exercent une rétroaction négative stabilisatrice.
Rétroaction positive amplifie ; rétroaction négative stabilise.
★ À maîtriser
Les modèles climatiques mettent en équations les mécanismes essentiels du système Terre et utilisent des méthodes numériques de résolution.
Pour évaluer les modèles climatiques, leurs résultats sont comparés aux observations de terrain et spatiales ainsi qu’aux connaissances sur les paléoclimats, afin de les valider ou de les faire évoluer.
L’augmentation de la température moyenne depuis le début de l’ère industrielle est liée aux activités humaines, notamment aux émissions de CO₂ dues aux combustibles fossiles, à l’artificialisation des sols et à la calcination des carbonates pour produire du ciment, ainsi qu’aux émissions de CH₄ provenant des fuites de gaz naturel ou de pétrole, de la fermentation dans les décharges et de certaines activités agricoles.
Les modèles prévoient une hausse de 1,5 à 5 °C de la température moyenne avant la fin du XXIe siècle.
Les modèles prévoient que le niveau moyen des océans pourrait augmenter jusqu’à un mètre entre le début et la fin du XXIe siècle.
Compléments
Les modèles climatiques, nombreux et indépendants, produisent des projections des variations climatiques globales à venir sur des décennies ou des siècles.
Les modèles prévoient une acidification des océans et des incidences majeures sur les écosystèmes terrestres et marins.
Observations → théorie → équations → modèle → confrontation aux observations.
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1. Quelle composition caractérisait l’atmosphère primitive il y a environ 4,6 milliards d’années ?
2. Quel enchaînement a permis la formation de l’hydrosphère sur la Terre primitive ?
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De quels gaz l’atmosphère primitive était-elle composée il y a environ 4,6 milliards d’années ?
De N₂, de CO₂ et de H₂O.
Quels sont les principaux gaz de l’atmosphère actuelle et leurs proportions ?
Environ 78 % de N₂ et 21 % d’O₂.
Quels gaz sont présents à l’état de traces dans l’atmosphère actuelle ?
H₂O, CO₂, CH₄ et N₂O.
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