Fiche de révision : Atmosphère terrestre et vie

📋 Plan du Cours

1. Composition des atmosphères terrestres
2. Formation des océans primitifs
3. Production océanique du dioxygène
4. Accumulation atmosphérique du dioxygène
5. Ozone et diversification de la vie
6. Cycle du carbone et activités humaines

📖 1. Composition des atmosphères terrestres

📝 Points essentiels

• L’atmosphère terrestre actuelle est composée de 78 % de diazote, de 21 % de dioxygène et de 1 % d’autres gaz.

• L’atmosphère primitive contenait principalement:

  • 80 % d’eau
  • 12 % de dioxyde de carbone
  • 5 % de diazote

💡 Astuce mémo

Atmosphère primitive sans O₂, atmosphère actuelle riche en O₂

📖 2. Formation des océans primitifs

★ À maîtriser

• Vers –4,4 Ga, le refroidissement de la surface de la Terre primitive a provoqué la liquéfaction de la vapeur d’eau atmosphérique et la formation de l’hydrosphère, c’est-à-dire les océans.

Compléments

📌 La chaleur importante résultant de la formation de la Terre empêchait initialement la condensation de l’eau, qui dominait donc sous forme de vapeur.

💡 Astuce mémo

Refroidissement de la Terre → liquéfaction de la vapeur d’eau → océans

📖 3. Production océanique du dioxygène

★ À maîtriser

• Il y a au moins 3,5 Ga, les premières traces de vie étaient des cyanobactéries capables de produire du dioxygène par photosynthèse dans les océans.

📐 Formule — Dans les océans, le dioxygène a oxydé le fer ferreux en fer ferrique selon la réaction $4Fe^{2+} + O_2 + 4H_2O \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8H^+$.

Compléments

• Les fers rubanés, ou BIF, sont des formations de minerais rouges qui se sont formées dans les océans de –3,5 Ga à environ –2 Ga et prouvent que du dioxygène y a d’abord été produit.

💡 Astuce mémo

Cyanobactéries → photosynthèse → O₂ → oxydation du fer

📖 4. Accumulation atmosphérique du dioxygène

★ À maîtriser

• Quand tout le fer ferreux des océans a été oxydé, le dioxygène produit par les cyanobactéries a été libéré dans l’atmosphère et s’y est progressivement accumulé.

• Le dioxygène s’est accumulé progressivement dans l’atmosphère à partir de –2,4 Ga et a atteint sa concentration actuelle de 21 % vers –500 Ma.

• Vers –2,2 Ga, l’atmosphère réductrice, sans dioxygène, est devenue oxydante.

Compléments

• Les sols rouges, ou red beds, formés à partir de –2,2 Ga par oxydation du fer à l’air attestent la présence de dioxygène dans l’atmosphère.

💡 Astuce mémo

Fer océanique saturé → O₂ libéré → atmosphère oxydante

📖 5. Ozone et diversification de la vie

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche d’ozone : Couche atmosphérique d’ozone formée par conversion du dioxygène sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, avec une concentration maximale entre 20 et 40 km d’altitude dans la stratosphère.

📝 Points essentiels

📌 Aujourd’hui, la photosynthèse est une source de dioxygène, tandis que la respiration des êtres vivants et les combustions de la biomasse sont des puits de dioxygène.

📌 La couche d’ozone absorbe essentiellement les rayonnements ultraviolets C et B et protège les êtres vivants de leurs effets mutagènes sur l’ADN.

• Formée il y a 600 millions d’années, la couche d’ozone a permis le développement et la diversification de la vie sur les continents il y a 500 millions d’années.

💡 Astuce mémo

O₂ + UV → O₃ → filtration des UV → colonisation des continents

📖 6. Cycle du carbone et activités humaines

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle biogéochimique du carbone : Correspond aux échanges de carbone, appelés flux et exprimés en tonnes ou en Gt par an, entre l’atmosphère, les océans, la biosphère, les sols et les roches de la lithosphère.

★ À maîtriser

📌 Le cycle du carbone est équilibré lorsque les flux de carbone entrant dans l’atmosphère sont équivalents aux flux sortant, ce qui maintient constantes les quantités de carbone des réservoirs.

• Depuis la révolution industrielle, les activités humaines émettent 12 Gt de carbone par an vers l’atmosphère, dont une partie est absorbée par les océans et la végétation tandis qu’une autre reste dans l’atmosphère.

Compléments

📌 Les combustibles fossiles proviennent en grande partie du carbone d’êtres vivants accumulé il y a plusieurs dizaines ou centaines de millions d’années et constituent des ressources non renouvelables, car leurs stocks ne se reconstituent pas assez vite.

💡 Astuce mémo

Cycle équilibré naturel ≠ cycle déséquilibré par les émissions humaines

📊 Tableaux de synthèse

Atmosphère primitive et actuelle