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L'atmosphère terrestre et la vie




1. Formation de l’atmosphère terrestre et des océans

A
L’origine de l’atmosphère terrestre

    Lors de sa formation il y a 4,6 Ga (milliards d’années), l’atmosphère de la Terre était principalement composée de vapeur d’eau (H2O)(\text{H}_2\text{O}), de diazote (N2)(\text{N}_2) et de dioxyde de carbone (CO2)(\text{CO}_2).

    Cette atmosphère primitive a évolué : sa composition actuelle est de 78 % de diazote (N2)(\text{N}_2) et de 21 % de dioxygène (O2)(\text{O}_2). On y trouve également de l’eau (H2O)(\text{H}_2\text{O}), du dioxyde de carbone (CO2)(\text{CO}_2), du méthane (CH4)(\text{CH}_4), du protoxyde d’azote (N2O)(\text{N}_2\text{O}) et d’autres gaz comme l’argon (Ar)(\text{Ar}).

B
La formation des océans

    L’hydrosphère terrestre a une double origine : cosmique (apport d’eau par les météorites et les comètes) et dégazage de la vapeur d’eau par le manteau primitif.

    Cette vapeur s’est ensuite condensée à cause du refroidissement de la Terre et de l’atmosphère, formant des océans d’eau liquide.

    Les conditions de température et de pression sur Terre font que l’eau y est présente sous trois états : solide, liquide et gazeux.

2. Vie et cycle du carbone

A
L’apparition de la vie

    Les premières traces de vie retrouvées sur Terre sont des stromatolites datés de 3,5 Ga. Ces organismes ont contribué, par photosynthèse, à faire augmenter la quantité de dioxygène dans l’atmosphère il y a 2,4 Ga. En effet, dans un premier temps, le dioxygène (O2)(\text{O}_2) s’est accumulé dans les océans et a permis l’oxydation du fer océanique, formant les dépôts de fer rubané dans les océans. Ce dioxygène s’est ensuite diffusé dans l’atmosphère, lorsque les océans ont été saturés.

    Sous l’effet des rayonnements ultraviolets provenant du rayonnement solaire, de l’ozone (O3)(\text{O}_3) stratosphérique se forme par dissociation de molécules de dioxygène (O2)(\text{O}_2). La couche d’ozone ainsi formée, qui présente une concentration maximale à environ 30 km d’altitude, protège les êtres vivants du rayonnement solaire et donc des effets mutagènes des UV sur l’ADN.

B
Le cycle du carbone

    Le carbone présent sur Terre se trouve dans plusieurs réservoirs et sous différentes formes (CO2\text{CO}_2, carbone organique, etc.) : atmosphère, sols, océans, biosphère, roches. Des échanges, appelés flux, s’effectuent entre ces réservoirs : c’est le cycle du carbone.

    Formés à partir du carbone des êtres vivants, il y a plusieurs centaines de millions d’années, les combustibles fossiles tels que le pétrole, le charbon ou le gaz sont des ressources en énergie non renouvelables puisqu’ils ne se régénèrent pas à l’échelle d’une vie humaine.
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