Fiche de révision : Origine de l’atmosphère et des océans

📋 Plan du Cours

1. Formation de la Terre et dégazage
2. Composition de l’atmosphère primitive
3. Témoins de l’atmosphère primitive
4. États de l’eau et pression
5. Effet de serre planétaire
6. Refroidissement et formation des océans
7. Double origine de l’hydrosphère
8. Preuves de l’eau liquide ancienne
9. Évolution de la composition atmosphérique

📖 1. Formation de la Terre et dégazage

📝 Points essentiels

• La Terre s’est formée il y a environ 4,6 Ga en même temps que le reste du Système solaire, à partir des mêmes éléments chimiques.

• Un intense dégazage du manteau s’est produit pendant les 150 premiers millions d’années, lorsque le magma remontant par les volcans a libéré les gaz dissous dans les roches en fusion.

💡 Astuce mémo

Refroidissement du magma → libération des gaz

📖 2. Composition de l’atmosphère primitive

🔑 Notions clés & Définitions

• Dégazage : Libération dans l’atmosphère des gaz dissous dans le magma ou piégés dans les roches, notamment lors de la remontée du magma par les volcans.

📝 Points essentiels

• La composition simplifiée de l’atmosphère primitive est la suivante:
  • 80 % de vapeur d’eau
  • 15 % de dioxyde de carbone
  • 5 % de diazote
  • 0 % de dioxygène

💡 Astuce mémo

HCO : H2O, CO2, peu de N2, zéro O2

📖 3. Témoins de l’atmosphère primitive

★ À maîtriser

• Les gaz volcaniques ont la composition suivante:
  • 83 ± 3 % de vapeur d’eau
  • 12 ± 4 % de CO2
  • 5 ± 3 % de diazote et autres gaz
  • 0 % de dioxygène

Compléments

• Les chondrites sont des météorites pierreuses primitives, formées il y a environ 4,57 Ga à partir d’astéroïdes qui n’ont jamais fondu, et leur composition renseigne sur la matière initiale du Système solaire.

💡 Astuce mémo

Volcans et chondrites : deux témoins, une composition proche

📖 4. États de l’eau et pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Hydrosphère : Ensemble des eaux liquides d’une planète, notamment ses océans, ses lacs et ses rivières.

📝 Points essentiels

📌 À 460 °C et 90 bar, comme sur la Terre primitive selon l’hypothèse du manuel, l’eau est gazeuse, tandis qu’à 15 °C et 1,013 bar sur la Terre actuelle elle est liquide et qu’à −65 °C et 0,006 bar sur Mars elle est solide.

💡 Astuce mémo

Terre liquide, Vénus gazeuse, Mars solide

📖 5. Effet de serre planétaire

📝 Points essentiels

• L’effet de serre se calcule par la relation $\text{température réelle} - \text{température attendue sans gaz à effet de serre}$ ; il vaut environ +480 °C sur Vénus, +32 °C sur la Terre et environ 0 °C sur Mars.

💡 Astuce mémo

Vénus réchauffée, Terre modérée, Mars presque sans effet

📖 6. Refroidissement et formation des océans

📝 Points essentiels

• Le refroidissement de la Terre a provoqué la condensation de la vapeur d’eau, puis les pluies ont rempli les dépressions et formé les océans.

💡 Astuce mémo

Refroidissement → condensation → pluies → océans

📖 7. Double origine de l’hydrosphère

📝 Points essentiels

📌 L’hydrosphère a une double origine : une origine interne par le dégazage du manteau et une origine externe par les apports de matériaux célestes riches en eau, comme les chondrites et les comètes.

💡 Astuce mémo

Origine interne : manteau ; origine externe : objets célestes

📖 8. Preuves de l’eau liquide ancienne

📝 Points essentiels

• Des rides de courant fossiles de l’Archéen, période comprise entre −4 et −2,5 Ga, dont certaines datent de −2,7 Ga, prouvent l’existence ancienne d’eau liquide sur Terre.

📌 Selon le principe d’actualisme, les lois qui régissent les phénomènes actuels sont les mêmes que celles qui régissaient les phénomènes géologiques du passé ; les rides fossiles ont donc été formées par de l’eau liquide comme les rides actuelles.

💡 Astuce mémo

Rides fossiles comparables → eau liquide par actualisme

📖 9. Évolution de la composition atmosphérique

★ À maîtriser

• L’atmosphère terrestre est passée d’une atmosphère primitive riche en vapeur d’eau et en CO2, sans dioxygène, à une atmosphère actuelle contenant environ 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et des traces d’autres gaz.

📌 La quantité absolue de diazote est restée globalement stable depuis la formation de la Terre, mais son pourcentage est passé d’environ 5 % à 78 % parce que l’eau et le CO2 ont diminué.

Compléments

• Le CO2 atmosphérique a diminué parce qu’il s’est dissous dans les océans et a été stocké dans des roches, tandis que le dioxygène est apparu plus tard grâce à la photosynthèse des cyanobactéries.

💡 Astuce mémo

H2O et CO2 diminuent, O2 apparaît, N2 se concentre

📊 Tableaux de synthèse

États de l’eau sur les planètes telluriques