Fiche de révision : Atmosphère et cycles biogéochimiques

📋 Plan du Cours

1. Formation et évolution de l’atmosphère
2. Photosynthèse et enveloppes terrestres
3. Cycle biogéochimique du carbone
4. Cycle biogéochimique de l’oxygène

📖 1. Formation et évolution de l’atmosphère

★ À maîtriser

• L’atmosphère primitive se forme par dégazage mantellique après la formation de la croûte, puis les pluies d’Illyenne contribuent à la formation des océans et appauvrissent l’atmosphère en H₂O.

• L’atmosphère secondaire, caractérisée par une forte oxygénation due aux végétaux aquatiques, prépare l’atmosphère actuelle vers 2,5 giga-années.

• L’atmosphère actuelle est composée de 78 % de N₂, de 21 % d’O₂ et de 1 % de gaz rares.

Compléments

• La composition indiquée pour l’atmosphère secondaire est de 20 % d’H₂O, 20 % de CO₂ et 60 % de N₂.

💡 Astuce mémo

Dégazage mantellique → pluies → océans

📖 2. Photosynthèse et enveloppes terrestres

🔑 Notions clés & Définitions

• Lithosphère : Enveloppe externe rigide de la Terre, comprenant les croûtes et la partie rigide du manteau.
• Biosphère : Ensemble des êtres vivants de la planète.
• Atmosphère : Ensemble des gaz qui entourent la Terre.
• Hydrosphère : Ensemble de l’eau liquide de la surface terrestre.

📝 Points essentiels

• La photosynthèse prélève du CO₂ et de l’H₂O grâce à la lumière pour produire de la matière organique et de l’O₂.

📐 Formule - L’équation bilan de la photosynthèse est $6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$.

📖 3. Cycle biogéochimique du carbone

★ À maîtriser

• Le cycle du carbone met en relation l’atmosphère, la biosphère, l’hydrosphère et la lithosphère par des flux de matière.

• Dans le cycle du carbone, la biosphère échange du carbone par :

  • dissolution
  • respiration
  • photosynthèse
  • décomposition
  • combustion

Compléments

📐 Formule - Le CO₂ dissous dans l’eau forme de l’acide carbonique selon $\mathrm{CO_2+H_2O\rightleftharpoons H_2CO_3}$.

📐 Formule - L’acide carbonique peut se dissocier en ions hydrogène et hydrogénocarbonate selon $\mathrm{H_2CO_3\rightleftharpoons H^++HCO_3^-}$, puis en ions carbonate selon $\mathrm{HCO_3^-\rightleftharpoons H^++CO_3^{2-}}$.

📐 Formule - La formation d’ions hydrogénocarbonate à partir du carbonate de calcium s’écrit $\mathrm{CaCO_3+CO_2+H_2O\rightarrow Ca^{2+}+2HCO_3^-}$.

• La dissolution du CO₂ dans l’eau est liée à l’acidification des océans et à la solubilité, elle-même associée à la température.

• Les combustibles fossiles cités comprennent :

  • le gaz
  • le pétrole
  • le charbon

📖 4. Cycle biogéochimique de l’oxygène

★ À maîtriser

• Dans le cycle de l’oxygène, la photosynthèse produit de l’O₂ atmosphérique, tandis que la décomposition, la respiration et la combustion en consomment.

• Sans gaz à effet de serre, la température terrestre serait de −18 °C, alors qu’elle est de 15 °C en présence de gaz à effet de serre et sans les activités humaines.

Compléments

• Dans le cycle de l’oxygène, l’oxydation et la combustion participent aux échanges entre l’atmosphère, la lithosphère et la biosphère.

💡 Astuce mémo

La photosynthèse produit l’O₂ ; respiration, décomposition et combustion le consomment.