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L'atmosphère - Spé SVT - Terminale S

L'atmosphère - Spé SVT - Terminale S

L'atmosphère a suivi une évolution au cours du temps. L'atmosphère primitive diffère largement de celle que l'on peut trouver actuellement sur Terre. Notre professeur de SVT vous propose une fiche de révision sur ce sujet pour que vous sachiez...

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Quiz de Spé SVT :

La contraction d’un muscle squelettique fait suite à son excitation par :

  • A.Une décharge sanguine
  • B.Une motoneurone
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Le contenu du document

L'atmosphère a suivi une évolution au cours du temps. L'atmosphère primitive diffère largement de celle que l'on peut trouver actuellement sur Terre. Notre professeur de SVT vous propose une fiche de révision sur ce sujet pour que vous sachiez tout de l'atmosphère et que vous puissiez aborder sereinement votre épreuve de spé SVT au Bac S.

 

I - L'atmosphère primitive

Avant de parler de l'atmosphère parlons rapidement de la création de notre planète. L'effondrement d'une nébuleuse de gaz et de poussière a engendré la formation du système solaire il y a 4,55 Ga. Le Soleil correspond à une énorme agglomération de matière au centre de cet effondrement et les planètes à des accrétions périphériques de météorites. Les enveloppes constitutives de la Terre nous indiquent qu'elle a subi une différenciation secondaire à la suite de l'accrétion qui lui a donné naissance. La terre ainsi créée voit son activité volcanique largement augmentée, cette activité permet le dégazage du manteau terrestre. Cette activité intense est à l'origine de l'atmosphère primitive de notre planète. Nous pouvons estimer la composition de cette atmosphère (tableau 1) en étudiant la composition des émanations actuelles des volcans ou par la teneur des gaz contenus dans les météorites chondritiques constitutives de notre planète.
 
Gaz volcaniques terrestres
Gaz chondritiques
Atmosphère actuelle
H 2O
83
80
0.4
CO 2
12
20
0.03
N 2
5
1
78
O 2
0
0
21
Tableau 1. Composition en pourcentage des gaz émis par les volcans terrestres, contenus dans les météorites chondritiques et composition de l'atmosphère actuelle.
On peut voit que cette atmosphère diffère largement de l'atmosphère actuelle. Quel sont les mécanismes responsables de cette différentiation ?

II - Origine de l'atmosphère actuelle

1 - L'évolution du taux de CO2

On peut voir dans le tableau précédent que les taux de CO2 entre l'atmosphère primitive et l'atmosphère actuelle sont très différents. Il y a eu une chute de ce taux au cours du temps. Le taux élevé de CO2 au début de la vie de la Terre a permis la création des océans. Après le refroidissement du sol terrestre, la température de surface de la planète est en relation avec l'activité solaire. Cette dernière est alors moindre qu'actuellement, n'aurait pas dû permettre la présence d'eau liquide mais seulement la présence de glace d'eau. Cependant, la concentration importante de CO2 a permis, par effet de serre, d'élever la température et a donc autorisé la naissance de l'océan primitif.
L'activité solaire qui continue de croître aurait dû faire augmenter rapidement la température et engendrer la vaporisation de cet océan. Il y a donc un mécanisme qui a permis de limiter le réchauffement de la surface de la planète par l'activité solaire. Cela s'est fait grâce à la diminution de la concentration atmosphérique en CO 2.
Le mécanisme permettant cette diminution est la dissolution du CO2 dans les océans, une fois dissout il est précipité en carbonate, les réactions chimiques sont détaillés ci-dessous :
CStraight Arrow Connector 1O 2 + H 2 O HCO 3 - + H 3 O +
H Straight Arrow Connector 2 2 O + HCO 3 CO 3 2- + H 3 O +
C Straight Arrow Connector 3O 3 2- + Ca 2+ CaCO 3 (précipitation)
L'équilibre existant entre le CO2 atmosphérique et le CO2 dissous dans les océans est donc déstabilisé par la précipitation océanique des carbonates qui piège le dioxyde de carbone de l'eau. Immédiatement, un rééquilibrage s'effectue, faisant passer du CO2 de l'atmosphère vers l'océan. Ce phénomène se répète indéfiniment jusqu'à épuisement d'un des réactifs des équations. On peut en déduire que l'ensemble du CO2 atmosphérique a été ainsi transféré à la lithosphère. Sa disparition de l'atmosphère induit une baisse sensible de l'effet de serre qui limite puis fait baisser la température de surface de la Terre et a donc permis à l'océan primitif de perdurer. Cet océan primitif va également évoluer et son oxygénation est l'une de ces transformations remarquables.

2 - L'origine biotique de l'O2

Comme nous l'avons vu dans la première partie de ce chapitre, l'atmosphère primitive ne contenait pas d'O2. Aujourd'hui, on peut y mesurer une quantité d'oxygène atmosphérique de 21 %. Il existe donc une évolution du taux d'O2 au cours de l'histoire de notre planète.
Avant 2 milliards d'années, les conditions sont globalement réductrices sur Terre et la présence d'oxyde de fer précipité est rendue possible par l'existence d'oasis océaniques où se développent des organismes vivants, les cyanobactéries, réalisant la photosynthèse, donc un dégagement d'O 2. Autour de ces oasis, les conditions deviennent oxydantes, ce qui induit la précipitation du fer. Puis, lorsque tout le fer dissous dans les océans est oxydé et que la concentration d'O 2 dissous est arrivée à son maximum, un dégagement d'oxygène se réalise dans l'atmosphère. Cette dernière devient oxydante et le fer précipite alors en milieu continental. L'étude des sédiments qui ont été en contact avec l'atmosphère lors de leur formation montre qu'il n'y avait pas d'O 2 dans cette atmosphère avant 2,2 Ga. Ensuite, la teneur en O 2 dans l'atmosphère peut être calculée en étudiant les tonnages des différents métaux oxydés dans les sédiments. L'oxydation générale des enveloppes fluides, événement nommé « Great Oxidation Event » par les Anglo-Saxons, est liée à la présence et à l'activité d'organismes vivants. Ainsi, la biosphère est l'artisan de la naissance des conditions oxydantes sur Terre. L'apparition des d'oxyde de fer précipité à partir de 3,8 milliards d'années nécessite la présence du vivant sur notre planète et pose nécessairement la question de l'apparition de la vie.
L'apparition de molécules prébiotiques constituées d'éléments du vivant C, H, O et N peut être expliquée par des réactions chimiques se déroulant sur Terre ou par un apport externe de ces molécules via les comètes ou les météorites chondritiques carbonées. Ces théories ne sont pas excluantes, et leur combinaison peut très bien être à l'origine de la création de ces molécules prébiotiques. La présence des molécules du vivant est naturellement un préalable à la vie. Cependant, l'unité de base de la vie reste bien la cellule, et son apparition est une étape primordiale qui permettra le développement des êtres vivants.
D
Figure 1. Composition de l'atmosphère en fonction des deux grandes étapes de l'histoire terrestre (formation des océans et apparition de la vie).


es recherches ont permis de comprendre comment, à partir de peptides simples, pouvait se constituer une bicouche lipidique ressemblant aux membranes plasmiques des cellules actuelles et qui sont appelées coacervats. Les propriétés de divisions, de perméabilité sélective et les réactions chimiques que les coacervats facilitent permettent mieux d'appréhender les étapes de l'apparition de la cellule et, par la suite, de la photosynthèse. L'apparition océanique de la vie

puis de la réaction photosynthétique a permis l'oxydation générale de la planète et a contribué à la création d'une couche protectrice contre le rayonnement solaire.
Fin de l'extrait

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Les avis sur ce document

lele01
5 5 0
20/20

J'aime beaucoup ce cour c'est tres clair et bien expliqué merci

par - le 24/02/2015

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