Fiche de révision : Atmosphère terrestre et évolution de la vie

📋 Plan du Cours

1. Formation de l’atmosphère primitive
2. Oxygénation des océans et de l’atmosphère
3. Ozone et protection contre les UV
4. Réservoirs et flux du carbone
5. Perturbations humaines du cycle du carbone

📖 1. Formation de l’atmosphère primitive

★ À maîtriser

• L’atmosphère primitive s’est formée par dégazage du manteau lors d’éruptions volcaniques importantes pendant les 150 premiers millions d’années de l’histoire de la Terre et par des apports météoritiques.

• Les dégazages volcaniques et ceux des météorites et des comètes ont contribué à l’atmosphère primitive, composée de 80 % d’eau, 16 % de dioxyde de carbone et 4 % de diazote.

• Après la formation de la Terre, son refroidissement a permis, sous les conditions de pression et de température de surface, la liquéfaction de la vapeur d’eau et l’accumulation d’eau à l’origine des océans.

Compléments

• L’atmosphère actuelle est principalement composée de 78 % de diazote et de 21 % de dioxygène, avec moins de 5 % d’eau et moins de 5 % de dioxyde de carbone.

📖 2. Oxygénation des océans et de l’atmosphère

★ À maîtriser

• Les cyanobactéries fossiles de 3,5 Ga réalisaient la photosynthèse, consommant du dioxyde de carbone et de l’eau et rejetant du dioxygène et des glucides.

• En milieu marin, les ions Fe²⁺ réagissent avec le dioxygène pour former des oxydes de fer Fe³⁺ rouge brique qui précipitent et constituent les fers rubanés.

• À partir de 2 Ga, les paléosols rouges témoignent de la présence de dioxygène en milieu continental, nécessaire à l’oxydation des ions Fe²⁺ en oxydes de fer Fe³⁺.

Compléments

• Les fers rubanés sont des roches sédimentaires marines dont la formation nécessite un milieu aquatique oxygéné et des ions Fe²⁺.

💡 Astuce mémo

Cyanobactéries → oxygénation de l’océan → paléosols rouges

📖 3. Ozone et protection contre les UV

★ À maîtriser

• Une exposition importante et non contrôlée aux rayons UV peut entraîner une perte importante de cellules vivantes.

Compléments

• Lors d’une exposition aux UV, le nombre de cellules bactériennes observées passe d’environ 90 après 5 h à environ 25 après 48 h, en unités de mL⁻¹ × 10⁵.

💡 Astuce mémo

Exposition aux UV accrue → survie bactérienne diminuée

📖 4. Réservoirs et flux du carbone

★ À maîtriser

• La respiration et la photosynthèse sont des flux rapides entre deux réservoirs de carbone, d’environ 100 GtC/an, qui contribuent à l’équilibre du cycle.

• La dissolution et le dégazage sont des flux rapides entre réservoirs de carbone, d’environ 90 GtC/an, qui contribuent à l’équilibre du cycle.

• Les végétaux chlorophylliens stockent du dioxyde de carbone par photosynthèse et constituent ainsi des puits de carbone; l’enfouissement permet de conserver ce carbone au lieu de le rejeter dans l’atmosphère.

Compléments

• Un stock élevé de carbone végétal est indiqué pour la période d’il y a 300 millions d’années, avec une valeur notée 71 × 10⁹ t/m² dans le cours.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse : le carbone est stocké ; respiration : il est relâché

📖 5. Perturbations humaines du cycle du carbone

★ À maîtriser

• Les facteurs d’émission de carbone à court terme cités sont :
  • la combustion du pétrole
  • la combustion du charbon
  • la combustion du gaz
  • la déforestation

📌 Lorsque la quantité de carbone émise dépasse la quantité absorbée, les flux ne sont plus équilibrés et la quantité de carbone augmente.

Compléments

• La déforestation et la combustion ajoutent du carbone, et un flux lithosphérique non compensé peut contribuer à l’augmentation de la quantité de carbone atmosphérique.

💡 Astuce mémo

Émissions supérieures aux absorptions → hausse du carbone atmosphérique