Fiche à trous · Terminale · Enseignement scientifique

L'atmosphère terrestre et la vie

Complétez de mémoire, puis vérifiez avec la page de corrigé.

Nous respirons un déchet. Le dioxygène qui fait 21 % de l'air était absent de l'atmosphère primitive, et il s'y est accumulé parce que des organismes l'ont rejeté. L'air que nous tenons pour la condition de la vie en est d'abord le produit — et cette inversion, une fois comprise, réorganise tout le chapitre.

Ce que contient l'atmosphère, et depuis quand

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Règle

Exemple

Pourquoi le dioxygène produit par les premières cyanobactéries n'apparaît-il pas immédiatement dans l'atmosphère ?

Résultat :

L'ozone et la conquête des continents

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Piège

Supposer que l'atmosphère a toujours contenu du dioxygène, ou confondre la couche d'ozone et l'effet de serre.

Situer chaque fait sur la frise avant de l'expliquer, et nommer le rayonnement concerné.

L'atmosphère et la température de surface

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L'atmosphère joue donc trois rôles distincts, et une copie gagne à les séparer : elle fournit le dioxygène nécessaire à la respiration, elle filtre les ultraviolets par l'ozone, elle retient une part du rayonnement infrarouge. Trois fonctions, trois mécanismes, trois échelles de temps — et un seul objet.

Relier un fait géologique à un événement biologique

Ai-je dit que l'atmosphère primitive était sans dioxygène ?
Ai-je attribué le dioxygène à la photosynthèse des cyanobactéries ?
Ai-je expliqué le retard par le piégeage océanique du fer ?
Ai-je relié l'ozone aux ultraviolets, et non à l'infrarouge ?
Ai-je séparé les trois rôles de l'atmosphère ?

Corrigé · à détacher

L'atmosphère terrestre et la vie

1. L'atmosphère actuelle est composée d'environ 78 % de diazote et 21 % de dioxygène, le reste — argon, dioxyde de carbone, vapeur d'eau — se partageant moins de 1 %. Cette composition n'a rien d'originel : l'atmosphère primitive, issue du dégazage volcanique, était riche en dioxyde de carbone et en vapeur d'eau, et dépourvue de dioxygène.
2. Le dioxygène de l'air est un produit du vivant, non une condition de son apparition. La photosynthèse des cyanobactéries l'a libéré : la vie est née sans lui, puis l'a fabriqué, avant que d'autres formes de vie ne s'en servent pour respirer.
3. $d i o x y d e d ec a r b o n e + e a u + l u mi \overset{e}{ˋ} r e \to ma t i \overset{e}{ˋ} r eor g ani q u e + d i o x y g \overset{e}{ˋ} n e$
4. Le gaz est d'abord libéré dans l'océan, où il rencontre du fer dissous.
5. Il l'oxyde et précipite : ce sont les fers rubanés, ces couches alternées que les roches ont gardées.
6. Tant que le fer dissous n'est pas épuisé, le dioxygène est consommé à mesure qu'il est produit.
7. L'atmosphère ne s'enrichit qu'ensuite : un puits chimique a longtemps absorbé la production.
8. Une fois le dioxygène présent en altitude, le rayonnement ultraviolet le dissocie et recompose une partie des atomes en ozone. Il se forme ainsi une couche stratosphérique qui absorbe une large part des ultraviolets. Cette protection est la condition de la sortie des eaux : avant elle, le rayonnement rendait la surface des continents inhabitable.
9. L'effet de serre tient au fait que certains gaz sont transparents au rayonnement solaire mais absorbent l'infrarouge émis par le sol chauffé, et en renvoient une partie vers lui. Sans lui, la température moyenne de surface serait très inférieure à celle que nous connaissons : ce n'est pas l'effet qui pose problème, mais son renforcement récent par les émissions humaines.
10. Dater le fait observé et le placer sur la frise avant toute interprétation.
11. Chercher quel mécanisme biologique produit ou consomme l'espèce chimique en jeu.
12. Vérifier que la chronologie va dans le bon sens : la cause précède l'effet.
13. Distinguer une corrélation temporelle d'un lien de cause démontré.
14. Conclure par une phrase qui nomme le mécanisme, pas seulement la coïncidence.