Fiche de révision : Atmosphère et climat terrestre

📋 Plan du Cours

1. Albédo et réflexion terrestre
2. Effet de serre et bilan radiatif
3. Photosynthèse et cycle du carbone
4. Composition de l’atmosphère
5. Formation de l’atmosphère et de l’eau
6. Oxygénation et couche d’ozone

📖 1. Albédo et réflexion terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Albédo : Rapport entre l’énergie réfléchie par une surface et l’énergie reçue par cette surface, et il est compris entre 0 et 1.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’albédo vérifie $A = \frac{E_{réfléchie}}{E_{reçue}}$.

Compléments

• La glace réfléchit davantage le rayonnement solaire que la mer et la forêt.

💡 Astuce mémo

Surface claire réfléchit davantage, surface sombre absorbe davantage

📖 2. Effet de serre et bilan radiatif

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet de serre : Mécanisme naturel de piégeage, par certains gaz atmosphériques, du rayonnement infrarouge émis par la Terre, ce qui contribue à son réchauffement.

★ À maîtriser

• 🔄 Le bilan radiatif suit une chaîne de transferts. :
  1. Absorption d’une partie du rayonnement solaire
  2. Émission de rayonnement infrarouge par le sol
  3. Réémission infrarouge par l’atmosphère vers la Terre
  4. Réémission infrarouge vers l’espace

📐 Formule - Dans le bilan radiatif présenté, $342 = 102 + 240$, avec une puissance solaire reçue de 342 et des réémissions de 102 vers le sol et de 240 vers l’espace.

Compléments

• À l’équilibre dynamique du bilan radiatif, la température terrestre reste constante.

💡 Astuce mémo

Absorption solaire → émission infrarouge → réémission vers la Terre

📖 3. Photosynthèse et cycle du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Carbonate de calcium : Le carbonate de calcium est une molécule de formule $CaCO_3$ qui associe un atome de calcium, un atome de carbone et trois atomes d’oxygène.

★ À maîtriser

• La photosynthèse utilise l’énergie lumineuse et la chlorophylle pour transformer l’eau et le dioxyde de carbone en dioxygène et en matière organique, notamment du glucose.

• Le bilan de la photosynthèse peut s’écrire $H_2O + CO_2 \xrightarrow[\text{chlorophylle}]{\text{rayons solaires}} O_2 + C_6H_{12}O_6$.

Compléments

• Le glucose produit par la photosynthèse peut franchir la paroi de l’intestin, rejoindre le sang puis être utilisé par une cellule musculaire pour produire de l’ATP.

💡 Astuce mémo

CO₂ + H₂O + lumière → glucose + O₂

📖 4. Composition de l’atmosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Principe d’actualisme : Affirme que les lois qui régissent les phénomènes géologiques actuels sont les mêmes que celles qui s’exerçaient dans le passé.

📝 Points essentiels

• L’atmosphère actuelle contient principalement :

  • 78 % de diazote
  • 21 % de dioxygène
  • plus de 1 % d’autres gaz

• L’atmosphère primitive contenait environ 12 à 15 % de dioxyde de carbone, contre 0,03 % aujourd’hui.

💡 Astuce mémo

N₂ majoritaire, O₂ secondaire, autres gaz minoritaires

📖 5. Formation de l’atmosphère et de l’eau

📝 Points essentiels

• L’atmosphère primitive s’est formée par dégazage d’une couche magmatique, puis la diminution de la température a permis l’accumulation d’eau liquide à la surface de la Terre.

• Il y a 4,4 milliards d’années, de l’eau liquide et des océans se sont formés tôt après la formation de la Terre, sous l’effet de conditions de température et de pression favorables.

• Les cyanobactéries ont consommé du dioxyde de carbone dans les océans, ce qui a favorisé la précipitation des carbonates et la formation de structures calcaires appelées stromatolithes.

💡 Astuce mémo

Dégazage volcanique → atmosphère primitive → condensation de l’eau

📖 6. Oxygénation et couche d’ozone

🔑 Notions clés & Définitions

• Ozone : Molécule composée de trois atomes d’oxygène, de formule $O_3$, formée à partir du dioxygène sous l’action des rayons ultraviolets.

★ À maîtriser

• Lorsque la longueur d’onde des ultraviolets est inférieure à 240 nm, une molécule de dioxygène se dissocie en deux atomes d’oxygène, qui peuvent ensuite s’associer à du dioxygène pour former de l’ozone.

• La concentration d’ozone est très faible dans la troposphère et atteint son maximum dans la stratosphère vers 30 à 40 km d’altitude.

📌 La couche d’ozone absorbe une partie des rayonnements ultraviolets solaires dangereux et protège les êtres vivants contre leurs effets mutagènes sur l’ADN.

Compléments

• Les cyanobactéries ont produit du dioxygène, d’abord dissous dans l’eau, où il a oxydé les ions ferreux Fe2+ en ions ferriques Fe3+ et formé des précipités.

📌 L’ozone n’est pas un gaz à effet de serre : il constitue principalement une couche protectrice contre les rayonnements ultraviolets, tandis que les gaz à effet de serre piègent le rayonnement infrarouge terrestre.

💡 Astuce mémo

Cyanobactéries → O₂ → ozone → protection contre les UV

📊 Tableaux de synthèse

Réflexion et absorption radiatives