Fiche de révision : Atmosphère terrestre et vie

📋 Plan du Cours

1. Formation de l’atmosphère primitive
2. Formation de l’hydrosphère terrestre
3. Oxygénation de l’atmosphère
4. Formation et rôle de l’ozone
5. Échanges entre biosphère et atmosphère

📅 Repères chronologiques

1. -3,5 GaDes êtres vivants unicellulaires proches des cyanobactéries actuelles étaient présents sur Terre, comme le suggèrent les fossiles de stromatolithes.
2. Entre -2,5 et -1,9 GaLa précipitation du fer a contribué à la formation de roches sédimentaires marines siliceuses riches en fer, appelées fers rubanés.
3. -2,2 GaLe dioxygène est apparu dans l’atmosphère après la précipitation de tout le fer présent dans les océans.

📖 1. Formation de l’atmosphère primitive

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère : Ensemble des gaz retenus par gravité à la surface d’une planète.

📝 Points essentiels

• Formée il y a 4,6 Ga, l’atmosphère primitive était composée de 80 % de vapeur d’eau, 15 % de dioxyde de carbone et 5 % de diazote.

• L’atmosphère primitive s’est formée par dégazage du manteau lors des éruptions volcaniques et par dégazage de météorites, notamment des chondrites, lors de leurs impacts sur Terre.

• 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 dioxyde d’azote

📖 2. Formation de l’hydrosphère terrestre

🔑 Notions clés & Définitions

• Hydrosphère : Ensemble de l’eau liquide présente sur une planète ; sur Terre, elle est surtout constituée des océans.

📝 Points essentiels

• L’hydrosphère terrestre semble avoir une double origine : l’apport d’eau par des météorites et des comètes, et le dégazage de vapeur d’eau par le manteau primitif lors d’éruptions volcaniques.

• La vapeur d’eau atmosphérique s’est condensée en pluie sous l’effet du refroidissement rapide de la surface terrestre et de la diminution de la pression atmosphérique, formant progressivement des océans d’eau liquide.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → condensation de la vapeur d’eau → océans liquides

📖 3. Oxygénation de l’atmosphère

★ À maîtriser

• Les cyanobactéries capables de photosynthèse sont les premiers producteurs de dioxygène connus.

• Au début, le dioxygène produit par les cyanobactéries est resté dans l’hydrosphère et s’est combiné au fer de l’océan primitif, formant de l’hydroxyde ferrique qui a précipité.

Compléments

• Le dioxygène atmosphérique s’est progressivement accumulé jusqu’à atteindre sa concentration actuelle vers -0,5 Ga.

💡 Astuce mémo

O₂ produit → fer précipité → O₂ atmosphérique

📖 4. Formation et rôle de l’ozone

★ À maîtriser

• La couche d’ozone stratosphérique s’est formée sous l’action des rayons ultraviolets solaires il y a environ 600 millions d’années.

📐 Formule - Sous l’action des rayons UV, un atome d’oxygène s’associe à une molécule de dioxygène pour former de l’ozone : $\mathrm{O + O_2 \rightarrow O_3}$.

• La couche d’ozone protège les êtres vivants du rayonnement solaire et des effets mutagènes des ultraviolets sur l’ADN.

Compléments

• La concentration de la couche d’ozone stratosphérique est maximale entre environ 20 et 30 km d’altitude.

📖 5. Échanges entre biosphère et atmosphère

🔑 Notions clés & Définitions

• Réservoir : Enveloppe dans laquelle se trouve le stock d’un élément donné pendant une période significative ; il constitue une source si la concentration de l’élément augmente et un puits si elle diminue.
• Flux : Déplacement ou transfert d’un élément d’un réservoir à un autre.

★ À maîtriser

📌 Les êtres vivants réalisant la photosynthèse, notamment les végétaux et les cyanobactéries, sont des sources de dioxygène, tandis que ceux qui respirent, notamment les animaux, les végétaux et les champignons, en sont des puits.

Compléments

• La combustion constitue un puits de dioxygène.

• L’évolution de l’atmosphère a pu influencer le développement de certains êtres vivants, comme les insectes géants du Carbonifère.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse : source d’O₂ ; respiration et combustion : puits d’O₂