Fiche de révision : Atmosphère terrestre et cycles

📋 Plan du Cours

1. Formation et évolution de l’atmosphère
2. Production et accumulation du dioxygène
3. Formation et rôle de l’ozone
4. Réservoirs et cycle du carbone

📖 1. Formation et évolution de l’atmosphère

★ À maîtriser

• Il y a environ 4,6 milliards d’années, l’atmosphère primitive issue du dégazage terrestre était composée de N₂, CO₂ et H₂O.

• Le refroidissement de la surface terrestre a entraîné la liquéfaction rapide de la vapeur d’eau atmosphérique, formant l’hydrosphère où la vie s’est développée.

• L’atmosphère actuelle est composée d’environ 78 % de N₂ et 21 % de O₂, avec des traces notamment de H₂O, CO₂, CH₄ et N₂O.

Compléments

• Les premières traces de vie sont datées d’il y a au moins 3 milliards d’années.

💡 Astuce mémo

Dégazage → condensation de l’eau → hydrosphère

📖 2. Production et accumulation du dioxygène

★ À maîtriser

• Par photosynthèse, les cyanobactéries ont produit du dioxygène, qui a oxydé des espèces chimiques réduites dans l’océan.

• L’oxydation du fer océanique a conduit à la formation de fers rubanés, puis la saturation de l’eau en O₂ a permis l’accumulation du dioxygène dans l’atmosphère à partir de 2,4 Ga.

Compléments

📐 Formule - Dans l’océan, l’oxydation du fer par le dioxygène suit la réaction $\mathrm{O_2 + 4H^+ + 4Fe^{2+} \rightarrow 4Fe^{3+} + 2H_2O}$.

• La concentration atmosphérique actuelle de dioxygène a été atteinte il y a environ 500 Ma.

• Les sources et puits atmosphériques actuels de dioxygène sont essentiellement liés à :

  • la photosynthèse
  • la respiration
  • les combustions

💡 Astuce mémo

Photosynthèse des cyanobactéries → production de O₂ → oxydation de composés océaniques

📖 3. Formation et rôle de l’ozone

★ À maîtriser

• Sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène stratosphérique peut se dissocier, déclenchant une transformation chimique qui aboutit à la formation d’ozone O₃.

• La couche d’ozone absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire et protège les êtres vivants de ses effets mutagènes.

Compléments

• La couche d’ozone est permanente et sa concentration est maximale à environ 30 km d’altitude.

• Cette protection a permis l’épanouissement de la vie continentale il y a environ 500 Ma.

💡 Astuce mémo

RUV solaire → dissociation de O₂ → formation de O₃ protecteur

📖 4. Réservoirs et cycle du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle du carbone : L’ensemble des échanges de carbone entre les réservoirs terrestres, quantifiés par des flux en tonnes par an.

★ À maîtriser

• Les réservoirs superficiels du carbone sont :
  • l’atmosphère
  • les sols
  • les océans
  • la biosphère
  • les roches

📌 Les quantités de carbone dans les différents réservoirs restent constantes lorsque les flux entrants et sortants sont équilibrés.

📌 Les combustibles fossiles sont des ressources énergétiques non renouvelables, car ils ne se reforment pas assez vite pour reconstituer leurs stocks.

Compléments

• Les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone de la matière organique, issue de la réduction du CO₂ par photosynthèse, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années.

💡 Astuce mémo

Flux équilibrés : stocks constants ; combustibles fossiles : stocks non renouvelables