Le développement de la vie et transformation de l’atmosphère

DM SPECIALITE SVT

Le développement de la vie et transformation de l’atmosphère

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1/ Le premier document nous apporte des informations sur la composition atmosphérique primitive (atmosphère terrestre formée par de dégazage du manteau lors de l’accrétion planétaire donnant naissance à la première atmosphère terrestre) et actuelle de la Terre. On remarque une concentration majoritaire de vapeur d’eau (H2O) à environ 80%, 15% de dioxyde de carbone (CO2), et également un petit peu diazote (N2). Cependant, on voit que cette atmosphère primitive ne contient pas de dioxygène (O2). De plus, notre atmosphère actuelle est majoritairement constituée de diazote, 78%, de dioxygène 21%. On remarque également une diminution de la quantité de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau.

Le dioxyde de carbone étant un puissant oxydant, je peux alors soumettre l’hypothèse que l’atmosphère primitive était réductrice, et l’atmosphère actuelle oxydante.

En effet, le troisième document nous montre une expérience afin de comprendre la formation d’hématie ayant la capacité d’oxyder le fer. On remarque qu’après une semaine l’oxydation n’a eu lieu que dans le tube contenant de l’eau, du fer, et du dioxygène.

De plus, le deuxième document nous montre que sur Terre, nous pouvons échantillonner des roches sédimentaires de couleur rouge, appelés fers rubanés ou BIF. Il s’agit de roches formées en milieu marin et datées de -3,5 à -2 Ga. Leur couleur rouge est due à la présence d’oxydes de fer comme l’hématie. La présence d’ions Fe3+ témoigne de l’existence d’un océan oxydant à partir de -3,5 Ga. Par conséquent, le dioxygène s’est multiplié dans l’océan.

De plus, on observe la présence d’autres roches sédimentaires rouges, qui elles, se sont formées en domaine continental : les paléosols rouges. Elles sont elles aussi riches en hématies et sont datées à partir de -2,2 Ga. Ces roches, formées en domaine continental, témoignent alors de la présence de dioxygène dans l’atmosphère à partir de -2,2 Ga.

Ici, l’étude des roches sédimentaires nous aide à retracer l’évolution de l’atmosphère et de l’océan, permettant la confirmation de la présence d’une atmosphère à propriétés réductrices à propriétés oxydantes.

2/ Le deuxième document nous apprend que les BIF se forment entre -3,5 et -2 Ga. Par conséquent l’oxydation de l’océan a commencé il y a 3,5 Ga. Les paléosols rouges, eux, se sont formés il y a 2,2 Ga. Par conséquent, l’accumulation de dioxygène dans l’atmosphère peut être datée de 2,2 Ga.

3/ Le quatrième document nous présente des stromatolithes qui sont des constructions fossiles formés de carbonates. Ce sont parmi les plus anciens fossiles connus. En effet, sur le document on remarque qu’ils sont datés de 3,45 Ga. Ils sont formés en général par des cyanobactéries photosynthétiques, sous des eaux peu profondes.

Or je sais, d’après la question précédente, que l’oxydation de l’océan a eu lieu il y a 3,5 Ga. Par conséquent, la photosynthèse rejetant du dioxygène peut être la source de l’oxygénation de l’océan. De plus, la concentration de dioxygène augmentant se propagerait dans l’air et correspondrait à l’accumulation de dioxygène dans l’atmosphère il y a 2,2 Ga.

Pour conclure, il y a 3,45 Ga, l’apparition des cyanobactéries crée du dioxygène qui se stocke dans les océans, puis une concentration trop importante obligerait le dioxygène à se diffuser dans l’atmosphère. Ici, le développement de la vie a modifié la composition de l’atmosphère.

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