Fiche de révision : Atmosphère terrestre et apparition de la vie

📋 Plan du Cours

1. Les enveloppes de la Terre
2. Formation de l’atmosphère primitive
3. Composition de l’atmosphère primitive
4. Oxygène et couche d’ozone
5. Refroidissement et formation des océans

📖 1. Les enveloppes de la Terre

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère : Ensemble de gaz retenu à la surface de la Terre par la gravité.
• Hydrosphère : Ensemble de l’eau liquide de la Terre, principalement présente dans les océans.
• Lithosphère : Enveloppe solide de la Terre.
• Biosphère : Ensemble des êtres vivants.

📝 Points essentiels

• La Terre s’est formée il y a 4,6 milliards d’années, en même temps que le système solaire.

📖 2. Formation de l’atmosphère primitive

★ À maîtriser

• La Terre se forme par agglomération de gaz, de poussières et d’éléments de tailles variées, puis un intense bombardement météoritique libère de l’énergie thermique et fait fondre la jeune planète.

• La couche magmatique dégaze des éléments volatils à l’origine de l’atmosphère initiale, puis son refroidissement forme une croûte basaltique et un manteau solides dont le dégazage volcanique enrichit l’atmosphère primitive.

Compléments

• Vers 4,3 Ga, l’atmosphère primitive est stabilisée.

• Entre environ 4,4 et 3,9 Ga, des bombardements de chondrites carbonées et de comètes enrichissent encore l’atmosphère primitive en éléments volatils, notamment en eau, et diminuent graduellement.

💡 Astuce mémo

Bombardement → chaleur → fusion → dégazage

📖 3. Composition de l’atmosphère primitive

★ À maîtriser

• La composition de l’atmosphère primitive est reconstituée indirectement en chauffant des chondrites, puis en analysant et en quantifiant les gaz libérés par leur dégazage.

• La composition des gaz libérés est la suivante :

  • 80 % de vapeur d’eau
  • 12 % de dioxyde de carbone
  • 5 % de diazote
  • 3 % d’autres gaz

• L’atmosphère primitive reconstituée contient environ 80 % d’eau, 15 % de dioxyde de carbone, 5 % de diazote et 0 % de dioxygène, tandis que l’atmosphère actuelle contient des traces d’eau, 0,03 % de dioxyde de carbone, 78 % de diazote et 21 % de dioxygène.

Compléments

• Les chondrites sont des météorites issues d’astéroïdes trop petits pour avoir subi une différenciation et leur composition reflète celle de la Terre primitive parce qu’elles sont du même âge que la Terre.

📖 4. Oxygène et couche d’ozone

★ À maîtriser

• La concentration atmosphérique actuelle de dioxygène, soit 21 %, a été atteinte il y a 500 millions d’années.

• Sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène stratosphérique peut se dissocier et aboutir par réaction chimique à la formation d’ozone.

• La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement solaire, notamment les ultraviolets, ce qui protège l’ADN des effets mutagènes des UV et a permis aux végétaux de coloniser les continents vers 500 millions d’années.

Compléments

📐 Formule - La réaction de formation de l’ozone est représentée par $\mathrm{O_2 + O \rightarrow O_3}$.

• La concentration maximale de la couche d’ozone se situe à 30 km d’altitude.

• Dans les années 2000, une recrudescence des cancers de la peau a été observée en lien avec un trou dans la couche d’ozone, qui a laissé passer davantage d’UV, notamment les UV-B responsables de mutations de l’ADN.

💡 Astuce mémo

UV → formation d’ozone → absorption des UV

📖 5. Refroidissement et formation des océans

★ À maîtriser

• Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a diminué la température et permis à la vapeur d’eau de se condenser en eau liquide, dont l’accumulation a formé les océans.

Compléments

• Sans gaz à effet de serre, les températures de surface attendues sont de −20 °C sur Vénus, −17 °C sur Terre et −60 °C sur Mars, alors que les températures réelles sont respectivement de 460 °C, 15 °C et −65 °C.

• Les pressions atmosphériques indiquées sont de 90 bar sur Vénus, 1,013 bar sur Terre et 0,006 bar sur Mars.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → condensation → océans

📊 Tableaux de synthèse

Atmosphères primitive et actuelle