Fiche de révision : Atmosphère terrestre et oxygène

📋 Plan du Cours

1. Formation et composition de l’atmosphère
2. Origine de l’hydrosphère
3. Premières traces de vie
4. Production et accumulation du dioxygène
5. Formation et rôle de l’ozone

📖 1. Formation et composition de l’atmosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Actualisme : Principe selon lequel les processus géologiques passés sont identiques à ceux observés actuellement.

★ À maîtriser

• La Terre s’est formée il y a environ 4,55 Ga, simultanément à l’ensemble du système solaire.

• L’atmosphère primitive était principalement composée de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone et de diazote.

• L’atmosphère actuelle contient 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, ainsi que des traces de vapeur d’eau, de CO₂, de méthane, de protoxyde d’azote et d’argon.

Compléments

• La Terre s’est formée par accrétion d’objets cosmiques, avec migration des éléments lourds vers le centre et des éléments légers vers la périphérie.

• Dans le tableau de composition, l’atmosphère primitive contient 85 % de vapeur d’eau, 10–15 % de CO₂, 1–3 % de N₂, 3 % d’autres gaz et aucun O₂.

📖 2. Origine de l’hydrosphère

★ À maîtriser

• L’hydrosphère a une double origine : l’apport d’eau par les météorites et les comètes, et le dégazage de vapeur d’eau par le manteau primitif.

• Un zircon découvert en Australie occidentale et daté de 4,4 Ga s’est cristallisé au contact de l’eau liquide, ce qui indique que celle-ci existait déjà à cette époque.

• Après le refroidissement de la Terre, la vapeur d’eau atmosphérique s’est condensée et a formé des océans d’eau liquide.

Compléments

• La chaleur issue de la formation terrestre empêchait initialement la condensation de l’eau.

• Le stockage du CO₂ dans les océans a contribué à abaisser la température de la planète.

• Les conditions de température et de pression terrestres permettent à l’eau d’exister sous forme solide, liquide et gazeuse.

💡 Astuce mémo

Refroidissement terrestre → condensation de l’eau → formation des océans.

📖 3. Premières traces de vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Stromatolites : Formations carbonatées présentes dans des milieux marins ou d’eau douce peu profonds où pénètre le rayonnement solaire.

★ À maîtriser

• Les plus anciennes traces de vie retrouvées sur Terre sont des stromatolites datés de 3,5 Ga.

• Les formations rocheuses calcaires des stromatolites se forment par l’activité de bactéries photosynthétiques appelées cyanobactéries.

Compléments

• Les stromatolites présentent une alternance de carbonate de calcium clair et de matière organique noire.

📐 Formule - La photosynthèse s’écrit $6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2$.

📖 4. Production et accumulation du dioxygène

★ À maîtriser

• Les cyanobactéries aquatiques ont contribué à augmenter la quantité de dioxygène grâce à la photosynthèse.

• Le dioxygène produit s’est d’abord accumulé dans les océans et a oxydé le fer océanique, formant des dépôts de fers rubanés.

• Lorsque les océans ont été saturés en dioxygène, celui-ci a diffusé dans l’atmosphère, qui s’est progressivement enrichie en O₂.

Compléments

• L’atmosphère s’est enrichie en dioxygène il y a 2,2 Ga.

• Les passages d’organismes unicellulaires à pluricellulaires se sont réalisés avec d’importantes augmentations du dioxygène atmosphérique.

📌 Le dioxygène atmosphérique est produit par photosynthèse et consommé par la respiration des animaux et des champignons.

💡 Astuce mémo

O₂ produit par photosynthèse → consommé par le fer océanique → diffusé dans l’atmosphère.

📖 5. Formation et rôle de l’ozone

★ À maîtriser

• L’ozone se forme à partir du dioxygène dans la stratosphère, entre 20 et 30 km d’altitude, sous l’action des rayonnements ultraviolets solaires.

• La couche d’ozone absorbe la totalité des UVC et une grande partie des UVB, tandis que la totalité des UVA et une partie des UVB atteignent le sol.

• Les UV pénétrant dans les cellules cutanées peuvent modifier l’ADN, provoquer des mutations et être à l’origine de cancers.

Compléments

• Les UV dissocient les molécules de dioxygène en atomes qui se recombinent pour former de l’ozone.

• La concentration maximale de la couche d’ozone se situe entre 25 et 30 km d’altitude dans la stratosphère.

• La couche d’ozone a permis l’épanouissement de la vie hors de l’eau il y a 360 millions d’années en protégeant les êtres vivants des effets délétères des UV sur l’ADN.

💡 Astuce mémo

L’ozone stratosphérique filtre les UV ; les UV qui atteignent les cellules peuvent altérer l’ADN.