Chapitre 1 : L’atmosphère terrestre et la vie

Comment la vie influence-t-elle la composition de l’atmosphère ? En quoi l’atmosphère protège-t-elle les êtres vivants ? Quelles sont les conséquences du déséquilibre du cycle carbone ?

Mobilisation des acquis scolaires

– Notion de météo et de climat
– Histoire de la Terre : 4.57 Ga Univers 13.8 Ga
– Bilan radiatif terrestre = différence entre l’énergie solaire reçue et l’énergie réémise par la Terre vers l’espace.
– Notion d’écosystème = biotope (milieu de vie) + biocénose (êtres vivants)

I – La formation de l’atmosphère terrestre

A/ L’atmosphère primitive

Livre : doc 1 p.20

La Terre s’est formée il y a 4,57 milliards d’années par l’accrétion d’objets cosmiques. Puis, la planète est entrée en fusion vers 4.4 milliards d’années avant de se structurer. L’atmosphère primitive est composée d’azote, d’eau et de dioxyde de carbone.

B/ L’atmosphère initiale

En savoir plus

Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a conduit à la liquéfaction de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère initiale. L’hydrosphère s’est donc formée.

C/ Les différents états de l’eau

Le refroidissement de la planète a entraîné la formation de l’eau sous ses 3 états (liquide, solide, gazeuse). La présence des zircons permet de montrer la présence d’eau liquide sur Terre il y a 4.4 Ga.

Bilan : il y a 4.57 milliard d’années, l’atmosphère primitive était composée de N2, CO2 et d’H2O. La composition actuelle de l’atmosphère est d’environ 78% de diazote et 21 % de dioxygène. On note aussi la présence d’autres gaz comme le dioxyde de carbone, la vapeur d’eau, le méthane et le protoxyde d’azote.

Le refroidissement de la surface de la Terre primitive a conduit à la liquéfaction de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère initiale. L’hydrosphère (océans) s’est formée. La Vie s’est développée dans l’hydrosphère.

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II – L’apparition du dioxygène atmosphérique

A/ Les cyanobactéries

B/ Les fers rubanés ou les BIF (Banded Iron Formations)

Bilan : les premières traces de vie sur Terre sont datées d’il y a au moins 3.5 Ga. Par leur métabolisme photosynthétique, les cyanobactéries ont produit le dioxygène qui a oxydé des éléments chimiques réduits dans les océans. Le dioxygène s’est accumulé à partir de 2.4 Ga dans l’atmosphère terrestre. Sa concentration atmosphérique actuelle a été atteinte il y a 500 Ma environ. Les sources et les puits de dioxygène atmosphérique sont aujourd’hui essentiellement liés aux êtres vivants (respiration et photosynthèse).

Exercices 7 p 34 , 10, 11 et 12 page 36-37

III- Le rôle protecteur de la couche d’ozone

A/ La localisation et la formation de la couche d’ozone

Bilan : sous l’effet du rayonnement ultraviolet solaire, le dioxygène atmosphérique peut se dissocier et initier une transformation chimique qui aboutit à la formation d’ozone. Celui-ci constitue une couche permanente de concentration maximale située à une altitude d’environ 30 km.

B/ L’absorption des ultraviolets par la couche d’ozone

Bilan : la couche d’ozone absorbe une partie du ryonnement ultraviolet solaire et protège les êtres vivants des effets mutagènes des UV.

IV – Le cycle du carbone

Le carbone est stocké dans plusieurs réservoirs superficiels : l’atmosphère, les sols, les océans, la biosphère et les roches. Les échanges de carbone entre ces réservoirs sont quantifiés par des flux (tonne/an).

Les quantités de carbone dans les différents réservoirs sont constantes lorsque les flux sont équilibrés. L’ensemble de ces échanges constitue le cycle du carbone sur Terre.

Bilan : les combustibles fossiles se sont formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs dizaines à plusieurs centaines de millions d’années. Ils ne se renouvellent pas suffisamment vite pour que les stocks se reconstituent : ces ressources en énergie sont dites non renouvelables.

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