Fiche de révision : Atmosphère terrestre et cycles du carbone

📋 Plan du Cours

1. Formation de l’atmosphère primitive
2. Origine de l’hydrosphère terrestre
3. Origine et accumulation du dioxygène
4. Formation de la couche d’ozone
5. Réservoirs et flux du carbone
6. Perturbation anthropique du cycle

📖 1. Formation de l’atmosphère primitive

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère primitive : Formée vers 4,6 milliards d’années, elle contenait principalement de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et du diazote, mais pas de dioxygène.

★ À maîtriser

• L’atmosphère actuelle contient:
  • 78 % de diazote
  • 21 % de dioxygène
  • des traces de vapeur d’eau
  • des traces de dioxyde de carbone
  • des traces de méthane
  • des traces de protoxyde d’azote

Compléments

• La composition de l’atmosphère primitive a été estimée grâce à l’étude des gaz contenus dans des météorites de type chondrite.

💡 Astuce mémo

Accrétion → différenciation → enveloppe gazeuse

📖 2. Origine de l’hydrosphère terrestre

★ À maîtriser

• Il y a environ 4,4 milliards d’années, le refroidissement de la Terre a liquéfié la vapeur d’eau atmosphérique, permettant la formation précoce de l’hydrosphère.

Compléments

• Un zircon australien âgé de 4,4 milliards d’années, qui s’est formé dans un magma riche en eau, atteste une liquéfaction très précoce de l’eau terrestre.

💡 Astuce mémo

Refroidissement de la Terre → liquéfaction de la vapeur d’eau → océans

📖 3. Origine et accumulation du dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Un ensemble de voies métaboliques qui produit de la matière organique à partir de matière minérale et libère du dioxygène.

★ À maîtriser

• Les premières traces de vie, datées d’au moins 3,5 milliards d’années, correspondent à des cyanobactéries capables de réaliser la photosynthèse.

• Dans les océans, le dioxygène produit par les cyanobactéries a d’abord oxydé les composés réduits, notamment le fer dissous, puis s’est accumulé dans l’atmosphère après saturation des océans.

• Le dioxygène a commencé à s’accumuler dans l’atmosphère vers 2,4 milliards d’années et sa concentration actuelle a été atteinte il y a environ 500 millions d’années.

Compléments

📌 Aujourd’hui, la photosynthèse produit le dioxygène, tandis que la respiration de tous les organismes et les combustions le consomment.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse → oxydation du fer → saturation des océans → accumulation atmosphérique

📖 4. Formation de la couche d’ozone

📝 Points essentiels

• Sous l’action du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène stratosphérique se dissocie et initie une transformation chimique qui forme l’ozone.

• La couche d’ozone présente une concentration maximale permanente vers 30 km d’altitude et absorbe une partie du rayonnement ultraviolet solaire.

📌 Avant la formation de la couche d’ozone, la vie était surtout possible dans les océans, tandis qu’après sa formation la vie continentale s’est développée.

💡 Astuce mémo

Dioxygène stratosphérique + UV → ozone → protection de la vie continentale

📖 5. Réservoirs et flux du carbone

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle du carbone : L’ensemble des échanges de carbone entre l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches.

★ À maîtriser

📌 Dans le cycle naturel du carbone, les flux entre les réservoirs sont équilibrés et les stocks des différents réservoirs restent constants.

Compléments

• Les échanges de carbone entre les réservoirs sont quantifiés par des flux exprimés en tonnes par an.

💡 Astuce mémo

Un carrefour relie atmosphère, sols, océans, biosphère et roches

📖 6. Perturbation anthropique du cycle

🔑 Notions clés & Définitions

• Combustibles fossiles : Le pétrole, le charbon et le gaz naturel, formés à partir du carbone des êtres vivants il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années.

★ À maîtriser

• L’ajout des flux anthropiques au cycle naturel déséquilibre les échanges et enrichit l’atmosphère de plus de 10 gigatonnes de carbone par an.

• L’enrichissement anthropique de l’atmosphère en dioxyde de carbone provient essentiellement de l’utilisation des combustibles fossiles.

Compléments

📌 Les combustibles fossiles sont des ressources non renouvelables car ils ne se reconstituent pas suffisamment vite pour que leurs stocks se renouvellent.

💡 Astuce mémo

Cycle naturel équilibré, cycle anthropique enrichi en carbone

📊 Tableaux de synthèse

Évolution de l’atmosphère