Fiche de révision : Atmosphère terrestre et vie

📋 Plan du Cours

1. Composition des atmosphères naturelles
2. Refroidissement et piégeage du carbone
3. Production biologique du dioxygène
4. Piégeage océanique du dioxygène
5. Ozone et protection des êtres vivants
6. Échanges actuels de dioxygène

📖 1. Composition des atmosphères naturelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Atmosphère : Enveloppe gazeuse de la Terre, épaisse de 50 à 100 km et constituée d’un mélange de gaz.

📝 Points essentiels

• L’atmosphère actuelle contient 78 % de diazote, 21 % de dioxygène, 0,038 % de dioxyde de carbone et de 0 à 5 % de vapeur d’eau.

📌 La transformation de l’atmosphère primitive en atmosphère actuelle implique une forte diminution de H₂O et de CO₂ et une forte augmentation de N₂ et de O₂.

💡 Astuce mémo

Atmosphère actuelle riche en N₂ et O₂, atmosphère primitive riche en H₂O et CO₂

📖 2. Refroidissement et piégeage du carbone

📝 Points essentiels

• Le refroidissement de la Terre durant ses 150 premiers millions d’années a provoqué la liquéfaction de la vapeur d’eau et la formation des océans.

• Le CO₂ atmosphérique se dissout dans l’eau des océans et forme des ions hydrogénocarbonate HCO₃⁻, qui peuvent s’associer au calcium pour former du carbonate de calcium CaCO₃.

• Les carbonates précipitent, se déposent au fond des océans et forment des roches calcaires qui stockent du CO₂ dans la lithosphère à très long terme.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → liquéfaction de H₂O → océans ; dissolution du CO₂ → calcaires

📖 3. Production biologique du dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Photosynthèse : Utilisation de l’énergie lumineuse, du CO₂ et de l’eau pour fabriquer de la matière organique et libérer du dioxygène.

📝 Points essentiels

• L’équation-bilan de la photosynthèse est $6\,\mathrm{CO_2}+6\,\mathrm{H_2O}\xrightarrow{\text{énergie lumineuse}}\mathrm{C_6H_{12}O_6}+6\,\mathrm{O_2}$.

• Les premières traces d’une atmosphère contenant une quantité importante de dioxygène datent d’environ 2,4 milliards d’années.

💡 Astuce mémo

Production ancienne vers 3,5–3,7 Ga, accumulation atmosphérique vers 2,4 Ga

📖 4. Piégeage océanique du dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Fers rubanés : Dépôts sédimentaires d’oxydes de fer précipités et accumulés au fond des océans.

📝 Points essentiels

• Entre 3,7 et 2,4 milliards d’années, le dioxygène produit par les cyanobactéries s’est d’abord dissous dans les océans et a oxydé les ions fer Fe²⁺.

📌 Quand les principaux puits océaniques de dioxygène deviennent insuffisants, le dioxygène peut commencer à s’accumuler dans l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

O₂ + fer océanique → oxydes de fer → fers rubanés

📖 5. Ozone et protection des êtres vivants

📝 Points essentiels

• La teneur atmosphérique actuelle en dioxygène reste relativement stable car sa production par photosynthèse est globalement compensée par sa consommation, notamment par la respiration et les oxydations.

• Sous l’action des UV, des molécules de O₂ se dissocient et les atomes d’oxygène formés réagissent avec d’autres molécules de O₂ pour produire de l’ozone O₃.

• L’ozone absorbe une grande partie des UV, notamment les plus énergétiques, ce qui limite les altérations de l’ADN et les mutations et favorise le développement de la vie sur les continents.

💡 Astuce mémo

O₂ atmosphérique → ozone stratosphérique → absorption des UV → ADN protégé

📖 6. Échanges actuels de dioxygène

📝 Points essentiels

• La photosynthèse des êtres vivants, notamment des plantes et du phytoplancton, constitue le principal apport actuel de dioxygène dans l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

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