ENS. SC Chapitre 1 : L’atmosphère terrestre et la vie

« Chapitre 1 : L’atmosphère terrestre et la vie https://youtu.be/6lFTwTItw4U https://youtu.be/7oZfr17dArM Ce chapitre traite de l’analyse de l’atmosphère terrestre et de son évolution au cours des temps géologiques. Les compositions des atmosphères (primitive et actuelle) seront ainsi décrites puis expliquées, en lien avec les nombreux processus géologiques et biologiques impliqués. Ce premier chapitre est aussi l’occasion d’aborder avec les élèves la composition, la structure et le rôle de la couche d’ozone, l’apparition de la vie, la notion de cycle (notamment avec le cycle du carbone) ou encore de travailler à nouveau les combustibles fossiles.

Ces éléments seront évoqués de nouveau dans les prochains chapitres. 1.

Origine de l’atmosphère et des océans terrestres (p.

18-19) Le but de cette activité est d’une part de comparer les compositions de l’atmosphère terrestre Objectifs : Il y a environ 4,6 milliards d’années, l’atmosphère primitive était composée de N2,CO2et H2O.

Sa composition actuelle est d’environ 78 % de N2 et 21 % de O2, avec des traces d’autres gaz (dont H2O, CO2, CH4 et N2O). 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 formée, et en ainsi s’est développée la vie. Analyser des données, en lien avec l’évolution de la composition de l’atmosphère au cours des temps géologiques. Déterminer l’état physique de l’eau pour une température et une pression donnée à partir de son diagramme d’état. -----------------------------------------------------------Bilan : La formation de l’atmosphère et des océans sur Terre L’atmosphère actuelle, l’atmosphère primitive était majoritairement composée d’eau et de dioxyde de carbone, d’un peu de diazote et elle ne contenait pas de dioxygène.

Contrairement à l’atmosphère primitive, l’atmosphère actuelle est majoritairement composée de diazote, de dioxygène et d’un peu de dioxyde de carbone et d’eau en quantité variable. Concernant les propriétés physiques de l’atmosphère. L’atmosphère primitive était à haute pression (plus de 480 bar) et haute température (1 200 °C), alors que l’atmosphère actuelle est à 1 bar et sa température moyenne est de 15 °C. Étape 1.

L’atmosphère primitive s’est enrichie en eau, diazote et dioxyde de carbone au cours du dégazage du manteau et du fait du bombardement par les météorites. Étape 2.

Cette atmosphère s’est progressivement appauvrie en eau du fait de sa condensation, puis appauvrie en dioxyde de carbone par dissolution dans les océans.

Ceci est à relier au refroidissement de l’atmosphère.

La perte d’eau par condensation et la dissolution du CO 2 a fait disparaître les gaz les plus abondants de l’atmosphère primitive : la pression a donc diminué. Étape 3.

Vers – 2 milliards d’années, le dioxygène atmosphérique est apparu. L’eau terrestre a une double origine : mantellique, comme on peut l’observer dans les traces de certains diamants formés autour de − 3,5 Ga, et provenant des météorites, comme le montre l’étude des météorites chondritiques, qui ont intensément bombardé notre planète au début de son histoire. Les conditions atmosphériques qui régnaient sur Terre, il y a 4,4 Ga, étaient une température de 250 °C et une pression de 210 bars.

On peut observer sur le diagramme des phases de l’eau que dans ces conditions, l’eau était liquide.

L’origine de l’apparition des océans est donc la diminution de la température de l’atmosphère qui a permis à l’eau atmosphérique supercritique de devenir liquide et de former les océans. – Le dioxygène pourrait avoir une origine extraterrestre et provenir des météorites chondritiques. – Le dioxygène pourrait avoir une origine biologique et avoir été produit par les premiers êtres vivants photosynthétiques. 2.

Vie terrestre et oxygénation de l’atmosphère (p.

20-21) Le but de cette activité est d’expliquer l’évolution de la composition de l’atmosphère, et notamment d’éclairer le lien entre augmentation de dioxygène dans l’atmosphère et apparition de la vie.

À partir de traces fossiles, les premières formes de vie terrestre peuvent ainsi être étudiées. Objectifs : Les premières traces de vie sont datées d’il y a au moins 3,5 milliards d’années.

Par leur métabolisme photosynthétique, des cyanobactéries ont produit le dioxygène qui a oxydé, dans l’océan, des espèces chimiques réduites. Le dioxygène s’est accumulé à partir de 2,4 milliards d’années dans l’atmosphère.

Sa concentration atmosphérique actuelle a été atteinte il y a 500 millions d’années environ. Les sources et puits de dioxygène atmosphérique sont aujourd’hui essentiellement liés aux êtres vivants (photosynthèse et respiration) et aux combustions. Mettre en relation la production de dioxygène dans l’atmosphère avec des indices géologiques (oxydes de fer rubanés, stromatolites, etc.). Ajuster les équations des réactions chimiques d’oxydation du fer par le dioxygène. -----------------------------------------------------------Bilan: https://youtu.be/14rGxW3ayUo https://youtu.be/KlJZODu05es Le refroidissement de la Terre, suite à sa formation, a permis la liquéfaction (transformation vapeur en liquide) de la vapeur d’eau présente dans l’atmosphère primitive en eau liquide, phénomène à l’origine de la formation des océans primitifs, donc d’une hydrosphère. Le développement de la vie et son impact sur la composition de l’atmosphère : L’existence d’océans a permis tout d’abord le stockage de CO2, initialement présent dans l’atmosphère qui a diffusé vers les océans.

Ce transfert de CO2, depuis l’atmosphère vers l’hydrosphère, a contribué à diminuer la teneur atmosphérique en CO2 et ainsi à réduire l’effet de serre et donc la température terrestre. Les océans ont également permis l’apparition et le développement de la vie ( sans que les.... »