Objectif 1. Une atmosphère primitive réductrice On suppose que l’agglomération ( accrétion) de poussières
chondritiques (poussières issues des météorites) a donné naissance à la Terre. L’étude des gaz recueillis lors d’éruptions volcaniques ou la mesure de la proportion des gaz contenus dans certaines météorites permettent d’émettre des hypothèses quant à la composition de l’atmosphère primitive : on présume qu'elle était constituée essentiellement de vapeur d’eau, d’une faible quantité de dioxyde de carbone et de diazote, mais il n’y avait pas de dioxygène. L’atmosphère terrestre primitive est réductrice (présence de pyrite et de fer à l’état réduit). Dès la fin de la phase d’accrétion, la Terre connut un refroidissement au cours duquel la vapeur d’eau s'est condensée, permettant ainsi la formation d’eau liquide à l’origine des premiers océans. Aujourd’hui, les gaz qui composent l’atmosphère sont, entre autres : – le diazote : 78,1 % ; Le dioxygène présent dans l’atmosphère provient de la photosynthèse. L’évolution de la composition de l’atmosphère est donc indissociable de la présence des êtres vivants sur Terre. 2. CO2 piégé, O2 libéré : mécanismes chimiques et biologiques Le passage de l’eau de l’état gazeux à l’état liquide entraîne la dissolution d’une grande partie du CO2, sous forme d’ions carbonates HCO3- , et sa précipitation, à l’origine de la formation des roches carbonatées CaCO3 (réaction de HCO3- avec Ca2+ lithosphérique). Dès -3,8 Ga, la présence et surtout l’activité de procaryotes photosynthétiques (les cyanobactéries, producteurs de dioxygène) favorise la précipitation des
carbonates. 2 HCO3- + Ca2+ → CO2 + CaCO3 + H2O. • Le dépôt calcaire est à l’origine de la formation de structures appelées stromatolites. Ce témoignage
fossile de l’activité des cyanobactéries est constitué de l’empilement de feuillets calcaires (concrétions calcaires). De l’activité photosynthétique, il résulte : – de la matière organique ; selon l’équation : 6 CO2 + 12 H2O + énergie solaire → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2OÀ partir de - 3,5 Ga, la diversification des espèces photosynthétiques et leur prolifération, par une photosynthèse de plus en plus active, ont induit une fixation de plus en plus importante de CO2 et par conséquent, une libération accrue de dioxygène dans l’atmosphère. 3. Évolution de la composition de l’atmosphère La libération du dioxygène au cours de la photosynthèse est apparue précocement. Après saturation du milieu marin (le dioxygène y a oxydé la majorité du fer disponible), l’apparition des premiers sols oxydés (présence de fers rubanées) vers - 2 Ga atteste de l’augmentation de la teneur en dioxygène dans l’atmosphère où il s’est accumulé progressivement. La quantité de dioxygène atmosphérique n’a cessé de croître jusqu’à - 0,4 Ga. Cette augmentation est attribuée à la prolifération et à la diversification d’espèces photosynthétiques et à la faible consommation en O2 puisque le phénomène de la respiration apparaît plus tard (le dioxygène, toxique pour les êtres vivants anaérobies, favorise le développement de nouvelles espèces capables de l’utiliser et de libérer, par respiration, du dioxyde de carbone). Ce
déséquilibre, associé à la fossilisation d’une partie de la matière organique, a rendu possible cette accumulation de dioxygène jusqu’à sa teneur actuelle. Depuis, l’équilibre entre production et consommation de dioxygène et de dioxyde de carbone s’est instauré, permettant le maintien d’une atmosphère oxydante.
L’essentiel L’atmosphère primitive a subi de multiples transformations, en relation avec l’évolution de la vie, qui ont donné naissance à l’atmosphère actuelle riche en O2. L’atmosphère primitive s’est formée par dégazage. Elle était surtout constituée de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone, CO2, et de diazote, N2, mais pas de dioxygène, O2. La composition actuelle de l’atmosphère (riche en N2 et O2) s’est mise en place progressivement : L’ensemble de ces phénomènes est à l’origine de la mise en place de conditions favorables au développement des organismes aérobies et à l’apparition de la vie hors de l’eau. Vous avez déjà mis une note à ce cours. Découvrez les autres cours offerts par Maxicours ! Découvrez Maxicours Comment as-tu trouvé ce cours ? Évalue ce cours ! Quelle est la composition de l'atmosphère quand les cyanobactéries sont apparues ?Des cellules hétérotrophes aux bactéries photosynthétiques
La Terre primitive, il y a 4 milliards d'années, a une atmosphère sans oxygène et sans couche d'ozone, mais riche en gaz divers : H2S, CH4, NH3, H2O, CO2, etc.
Comment les cyanobactéries OntCes cyanobactéries consomment du CO2 et libèrent du dioxygène par photosynthèse. On peut donc estimer que c'est l'apparition de la photosynthèse aquatique qui a permis l'apparition du dioxygène. Ce dernier a été libéré dans les océans et se trouvait donc à l'état dissout dans un premier temps.
Comment décrire l'évolution de la composition de l'atmosphère ?Les principaux changements entre l'atmosphère primitive et l'atmosphère actuelle sont la disparition presque totale de la vapeur d'eau (\ce{H2O}) et du dioxyde de carbone (\ce{CO2}), l'augmentation de la teneur en diazote (\ce{N2}) et l'apparition de dioxygène (\ce{O2}).
Comment a évolué la composition de l'atmosphère terrestre Comment se sont formés les océans sur Terre ?Condensation de l'eau et dissolution du CO2
Il y a 4,4 milliards d'années environ, la surface de la Terre se refroidit progressivement. La vapeur d'eau atmosphérique se condense et précipite à la surface de la planète. Les océans se forment. L'atmosphère s'est ainsi vidée de sa vapeur d'eau.
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