Fiche de révision : Atmosphère terrestre et vie

📋 Plan du Cours

1. Atmosphère primitive et formation des océans
2. Stockage du carbone dans les océans
3. Origine et accumulation du dioxygène
4. Production et rôle actuel du dioxygène
5. Cycle du carbone et combustibles fossiles

📖 1. Atmosphère primitive et formation des océans

🔑 Notions clés & Définitions

• Principe d’actualisme : Postule que les lois régissant les phénomènes géologiques actuels sont les mêmes que celles qui s’exerçaient dans le passé.

★ À maîtriser

• L’atmosphère actuelle comprend notamment H₂O, CO₂, N₂ et O₂, tandis que l’atmosphère primitive avait une composition différente.

Compléments

• Des rides de courant fossilisées datant de 2,7 Ga sont observées sur un ancien littoral en Australie.

📖 2. Stockage du carbone dans les océans

★ À maîtriser

• Le CO₂ atmosphérique est absorbé et dissous dans l’eau, se combine à l’eau, puis contribue à la formation de carbonates tels que le CaCO₃, qui stockent le carbone dans les roches.

Compléments

• Le carbone dissous dans l’océan comprend notamment des ions hydrogénocarbonate HCO₃⁻ et carbonate CO₃²⁻, formés après hydratation du CO₂.

• Le schéma du cycle océanique indique 800 GtC dans l’atmosphère, 1 000 GtC dans l’océan de surface et 38 000 GtC dans l’océan profond.

💡 Astuce mémo

Dissolution du CO₂ dans l’eau → formation de carbonates et stockage dans les roches

📖 3. Origine et accumulation du dioxygène

★ À maîtriser

• Les plus anciennes formes de vie connues sont des stromatolites fossiles datés de 3,5 Ga, structures mixtes géologiques et biologiques associées à des cyanobactéries photosynthétiques.

• Les cyanobactéries produisent du dioxygène par photosynthèse, d’abord dans l’eau, où celui-ci oxyde le fer dissous et forme des fers rubanés, avant de s’accumuler dans l’atmosphère.

• À partir de 2,4 Ga, le dioxygène produit par les êtres vivants s’accumule dans l’atmosphère.

Compléments

• L’évolution de l’oxygénation comprend trois phases :

  • un milieu initial non oxydant
  • une phase d’oxydation des océans
  • la présence de dioxygène dans l’atmosphère

• Il y a 500 Ma, la quantité de N₂ atmosphérique n’avait pas changé, mais sa proportion avait augmenté en raison de la diminution de H₂O et de CO₂.

💡 Astuce mémo

O₂ dans l’eau → oxydation du fer → accumulation atmosphérique

📖 4. Production et rôle actuel du dioxygène

★ À maîtriser

• Actuellement, la photosynthèse produit du O₂ et la respiration des êtres vivants le consomme.

• La couche d’ozone absorbe une partie des rayons ultraviolets et protège l’ADN de leurs effets mutagènes, ce qui permet le maintien des êtres vivants sur Terre.

Compléments

• Dans la stratosphère, le rayonnement ultraviolet solaire permet la formation d’ozone O₃ à partir du O₂.

• La couche d’ozone est permanente et sa concentration maximale se situe à environ 30 km d’altitude.

💡 Astuce mémo

O₂ + UV solaires → ozone → protection de l’ADN

📖 5. Cycle du carbone et combustibles fossiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle du carbone : Flux de carbone, exprimés en tonnes par an, entre les réservoirs terrestres.
• Ressources non renouvelables : Ressources dont les stocks ne se reconstituent pas assez vite pour se régénérer à l’échelle d’une vie humaine.

★ À maîtriser

• Le carbone terrestre est présent dans cinq réservoirs :
  • l’atmosphère
  • les sols
  • les océans
  • la biosphère
  • les roches

📌 Lorsque les flux de carbone entre les réservoirs sont équivalents, le cycle est équilibré et la taille des réservoirs varie peu, comme à l’époque préindustrielle.

• L’utilisation humaine du pétrole, du charbon et du gaz transfère du carbone de la lithosphère vers l’atmosphère sous forme de CO₂, ce qui augmente fortement la concentration atmosphérique de CO₂.

Compléments

• Les combustibles fossiles se forment par fossilisation du carbone des êtres vivants sur des centaines de millions d’années.