Fiche de révision : Atmosphère terrestre et vie

📋 Plan du Cours

1. Science et société
2. Évolution de la composition atmosphérique
3. Apparition et accumulation du dioxygène
4. Flux du dioxygène actuel
5. Formation et rôle de l’ozone
6. Évolution du dioxyde de carbone

📖 1. Science et société

★ À maîtriser

📌 Les scientifiques ne sont pas des décideurs : ils garantissent les faits et les savoirs et peuvent être consultés lors de décisions politiques.

• La validation des travaux scientifiques par les pairs, c’est-à-dire par une communauté experte du domaine, contribue à rendre les savoirs plus fiables.

Compléments

📌 La recherche appliquée est liée aux thèmes qui animent la société, mais ce lien n’influence pas pour autant ses résultats.

• Les scientifiques doivent rester attentifs aux pressions de groupes sectaires ou religieux qui cherchent à imposer des forces directrices à la recherche.

• La démarche scientifique consiste à poser des questions de manière continue.

💡 Astuce mémo

Les scientifiques garantissent les faits ; les décideurs prennent les décisions.

📖 2. Évolution de la composition atmosphérique

📝 Points essentiels

• Le refroidissement important de la surface terrestre a provoqué la liquéfaction de la vapeur d’eau atmosphérique, contribuant à la formation des océans et à la modification de la composition de l’atmosphère.

📖 3. Apparition et accumulation du dioxygène

★ À maîtriser

• Les gisements de fers rubanés datés entre -3,5 Ga et -1,9 Ga contiennent de grandes quantités d’oxydes de fer, témoignant de la présence de dioxygène dans certaines zones océaniques.

• Les paléosols rouges apparaissent à partir de -2 Ga et témoignent de la présence de dioxygène dans l’atmosphère à partir de cette période.

• À partir de -3,5 Ga, des cyanobactéries photosynthétiques ont libéré du dioxygène dans leur milieu de vie, entraînant la précipitation du fer océanique sous forme de gisements de fers rubanés, puis le dioxygène s’est progressivement accumulé dans l’atmosphère à partir de -2,2 Ga.

Compléments

• Les cyanobactéries fossilisées peuvent être conservées sous forme de stromatolithes.

💡 Astuce mémo

Cyanobactéries → dioxygène océanique → dioxygène atmosphérique.

📖 4. Flux du dioxygène actuel

📝 Points essentiels

📌 Les flux atmosphériques actuels de dioxygène ont principalement pour source la photosynthèse et pour puits la respiration.

• La concentration atmosphérique en dioxygène reste stable depuis 500 Ma.

💡 Astuce mémo

Photosynthèse : source ; respiration : puits.

📖 5. Formation et rôle de l’ozone

★ À maîtriser

📐 Formule - En présence d’un atome d’oxygène, le dioxygène peut se transformer en ozone selon $\mathrm{O_2 + O \rightarrow O_3}$.

• Les conditions optimales de formation de l’ozone, liées au flux solaire et à la concentration en dioxygène, sont atteintes vers 30 km d’altitude, où sa concentration maximale est de 5 à 8 ppm.

• Lors de sa formation et de sa destruction, l’ozone absorbe une partie des UV reçus sur Terre, notamment l’ensemble des UVc, qui ne parviennent donc pas à la surface terrestre.

Compléments

• L’absorption des UV par l’ADN peut le modifier et provoquer des mutations, tandis que la couche d’ozone réduit l’exposition des organismes vivants à ces effets mutagènes.

• Quand la dose d’irradiation passe de 0 à 180 mJ/cm², la survie des bactéries diminue de 100 % à presque 0 et la fréquence des mutations est multipliée par 100.

💡 Astuce mémo

Absorption des UV par l’ozone → protection contre les mutations.

📖 6. Évolution du dioxyde de carbone

★ À maîtriser

• La concentration de CO₂ de l’atmosphère primitive a fortement diminué par dissolution dans les océans et sédimentation sous forme de roche calcaire.

• L’utilisation massive des énergies fossiles déstabilise les échanges de CO₂ et entraîne une augmentation rapide de sa concentration atmosphérique.

Compléments

• Les échanges de CO₂ atmosphérique formaient un équilibre dynamique, comme ceux du dioxygène.

💡 Astuce mémo

Dissolution et sédimentation diminuent le CO₂ ; les combustibles fossiles déstabilisent son équilibre.

📊 Tableaux de synthèse

Sources, transformations et puits des gaz