Fiche de révision : Formation de l’atmosphère et cycles

📋 Plan du Cours

1. Formation de l’atmosphère et des océans
2. Production et accumulation du dioxygène
3. Formation et rôle de l’ozone
4. Réservoirs et échanges des cycles
5. Cycle du carbone et combustibles fossiles

📖 1. Formation de l’atmosphère et des océans

🔑 Notions clés & Définitions

• Hydrosphère : Ensemble de l’eau présente à la surface de la Terre sous l’un de ses trois états.
• Liquéfaction : Passage d’un corps de l’état gazeux à l’état liquide.
• Météorite : Roche issue de l’espace interplanétaire qui est arrivée naturellement sur Terre.

★ À maîtriser

• La Terre s’est formée il y a 4,6 milliards d’années par l’agglomération de multiples objets célestes.

• Le dégazage des volcans a formé une atmosphère primitive composée de 80 % de vapeur d’eau, 15 % de CO₂ et 5 % de diazote.

• L’atmosphère actuelle est composée de 78 % de diazote (N₂) et de 21 % de dioxygène (O₂).

• À partir de 4,4 milliards d’années, la baisse de la pression et de la température a permis à la vapeur d’eau de se liquéfier, puis les précipitations ont formé les premiers océans.

Compléments

• Les matériaux les plus denses se sont concentrés au centre de la Terre pour former le noyau, tandis que les moins denses se sont placés autour pour former notamment le manteau et la croûte.

• Les météorites tombées sur Terre pendant des millions d’années ont apporté de l’eau sous forme de vapeur.

📌 Un objet rocheux encore dans l’espace est appelé météoroïde, ou astéroïde s’il est gros, tandis qu’une météorite est arrivée sur Terre.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → liquéfaction → pluies → océans

📖 2. Production et accumulation du dioxygène

🔑 Notions clés & Définitions

• Cyanobactéries : Premières bactéries photosynthétiques, à l’origine des stromatolithes et ayant contribué à l’évolution de l’atmosphère terrestre.
• Stromatolithe : Structure laminaire constituée d’une partie biologique formée de cyanobactéries et d’une partie géologique constituée de roche sédimentaire.

★ À maîtriser

• Les premières traces de vie, des cyanobactéries dans des stromatolithes, datent d’au moins 3,5 milliards d’années.

• La photosynthèse produit de la matière organique et libère du dioxygène à partir de dioxyde de carbone et d’eau grâce à la lumière solaire.

• Entre 3,5 et 2,4 milliards d’années, le dioxygène produit est resté dans l’océan et a oxydé les ions ferreux Fe²⁺ en ions ferriques Fe³⁺.

• À partir de 2,4 milliards d’années, après l’oxydation des ions Fe²⁺, le dioxygène est passé de l’hydrosphère à l’atmosphère et a formé des paléosols rouges continentaux.

Compléments

• L’oxydation des ions Fe²⁺ a produit du Fe₂O₃ qui a précipité dans les fers rubanés marins.

• Le dioxygène atmosphérique a atteint sa concentration actuelle de 21 % il y a environ 0,5 milliard d’années.

📖 3. Formation et rôle de l’ozone

🔑 Notions clés & Définitions

• Agent mutagène : Facteur environnemental qui augmente la fréquence des mutations, c’est-à-dire des modifications de la séquence des nucléotides de l’ADN.

★ À maîtriser

• Dans la stratosphère, entre 15 et 50 km d’altitude, les UV dissocient les molécules de dioxygène et les atomes libérés se recombinent avec d’autres molécules de dioxygène pour former l’ozone (O₃).

• La couche d’ozone absorbe la totalité des UVC et une grande partie des UVB.

• En protégeant l’ADN des effets mutagènes des UV, la couche d’ozone a permis l’épanouissement de la vie hors de l’eau il y a 360 millions d’années.

📌 L’ozone de la haute atmosphère protège le vivant des UV, tandis que l’ozone des basses couches pollue l’air, agresse le système respiratoire des animaux et peut brûler les végétaux fragiles.

Compléments

• La formation de l’ozone est maximale vers 25 km d’altitude.

📖 4. Réservoirs et échanges des cycles

🔑 Notions clés & Définitions

• Source : Réservoir qui libère un élément chimique.
• Puits : Réservoir qui capte et stocke un élément chimique.
• Réservoir : Dans un cycle biogéochimique, compartiment caractérisé par la quantité d’éléments stockés sous forme liquide, solide ou gazeuse, ainsi que par ses flux entrants et sortants.
• Flux : Échange entre les réservoirs d’un cycle, exprimé en tonnes par an.

📝 Points essentiels

• Aujourd’hui, les végétaux constituent la principale source de dioxygène atmosphérique grâce à la photosynthèse.

• Aujourd’hui, la respiration des êtres vivants et les combustions liées aux activités humaines constituent les principaux puits de dioxygène atmosphérique.

📖 5. Cycle du carbone et combustibles fossiles

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle biogéochimique : Ensemble des flux et des réservoirs empruntés par un élément chimique.

★ À maîtriser

• Les principaux réservoirs de carbone sont :
  • l’atmosphère
  • les océans
  • les sols
  • la biosphère
  • les roches

📌 À l’échelle de quelques décennies, la quantité de carbone dans les réservoirs reste constante lorsque les flux entrants et sortants sont équilibrés.

• Les activités humaines augmentent le rejet de CO₂ dans l’atmosphère en utilisant des combustibles fossiles.

• La formation du pétrole, du gaz naturel et du charbon requiert des millions d’années, alors que leur utilisation restitue rapidement dans l’atmosphère du CO₂ lentement piégé par la nature.

Compléments

• Les roches carbonées ne se renouvellent pas suffisamment vite et constituent donc des ressources non renouvelables.

💡 Astuce mémo

Combustibles fossiles → hausse rapide du CO₂ atmosphérique