I4 - Pavot

I4 – Activité 2
Des conditions favorables à la présence de vie
Problème : Comment expliquer que la Terre soit
une planète favorable à la vie ?
Mo.1
La Terre dans l’Univers, la vie et
l’évolution du vivant
Situation de départ : « Une autre Terre. » La NASA avait
su trouver les mots pour attirer l’attention sur la
téléconférence de presse qu’elle a organisée, jeudi 23
juillet, sur les derniers résultats de son télescope spatial
Kepler, spécialisé dans la chasse aux exoplanètes, ces
planètes situées dans d’autres systèmes solaires que le
nôtre. L’agence spatiale américaine a comblé l’attente des
amoureux d’astronomie : une nouvelle planète d’une taille
proche de la Terre a été détectée par le satellite […] mais
distante de 1400 années-lumière (= 14.1018 km).
Baptisée Kepler-452b, elle porte le nombre d’exoplanètes
confirmées à 1030, indique la NASA, dont le directeur
adjoint John Grunsfeld a estimé que sa détection « nous
faisait faire un pas de plus vers une Terre 2.0 ». D’un
diamètre 60 % plus grand que la Terre, Kepler-452b fait le
tour de son étoile en trois cent quatre-vingt-cinq jours et se trouve 5 % plus éloignée d’elle que nous le
sommes du Soleil. Elle est donc pile dans la zone habitable, celle où de l’eau liquide, indispensable à la vie,
aurait des chances d’être présente exactement comme la Terre.
Une planète ressemblant à la Terre découverte par la NASA, Le Monde.fr (23/07/2015)
On va essayer d'expliquer que la Terre est une planète favorable à la vie.
Consignes :
1 – A partir de l'exploitation des documents, mise en relation avec vos connaissances de physique
et de chimie, expliquer, sous forme d'un texte, en quoi la masse de la Terre et sa distance au Soleil
sont favorables à l’existence de la vie sur Terre. (I.1 – Ra.6 – Co.1)
2 – Réaliser alors un schéma-bilan synthétisant toutes les informations. (Ré.10)
Évaluation de la
compétence
I.1
Ré.10
Ra.6
Co.1
Critères de réussite et d'évaluation
• INTEGRALITE : Toutes les informations nécessaires sont relevées.
• PERTINENCE : Les informations sont utiles.
• EXACTITUDE : Il n'y a pas d'erreur de lecture et d'information déformée.
• INTEGRALITE : Réaliser un schéma complet (éléments, légendes, titre).
• EXACTITUDE et CONFORMITE : Les éléments et les informations doivent
être corrects et utilisés avec les bons symboles pour chacun(e)s.
• SOIN : Le schéma doit être propre et soigné (orthographe, flèches, trait à la
règle, etc.).
• PERTINENCE : Les informations sont mises en relation dans un ordre logique
en rapport avec le problème ou la situation.
• CONFORMITE : Des connecteurs logiques sont utilisés pour relier les
informations entre elles.
• LISIBILITE : Écriture et présentation soignée (en rapport avec la situation).
• CONFORMITE : Orthographe et grammaire correctes.
Document 1 : Diagramme de phases de l'eau
Document 2 : Les paramètres physico-chimiques sur les planètes telluriques
Voir sur le tableau de l'activité 1 – I4 (température, pression atmosphérique et composition de
l'atmosphère).
Document 3 : La zone habitable autour des étoiles
Le Soleil est une étoile de type « naine jaune ». Autour d'une telle étoile, on peut définir une « zone
habitable » correspondant aux limites de températures compatibles avec la présence d'eau liquide,
donc de vie. Toutes les étoiles ne produisent pas la même énergie. La position de cette « zone
habitable » dépend donc du type d'étoile considéré.
Document 4 : Atmosphère et effet de serre
On dit que « le réchauffement de la planète est dû à l’effet de serre ». Cette affirmation est, en
fait, inexacte. On définit l'effet de serre par la différence entre la température effective et la
température théorique à la surface d'une planète. Par exemple, sur Terre la température théorique
est de -18°C or en moyenne elle avoisine les 15°C. Vénus aussi possède un écart important entre sa
température théorique et réelle (elle est environ 400 fois plus importante). L'effet de serre n'est
pas la cause du réchauffement climatique mais le rejet de certains gaz dans l'atmosphère réchauffe
la surface des planètes, ce qui augmente la « valeur de l'effet de serre ». Ainsi la température
dépend de l'atmosphère de la planète et de sa composition en gaz (exemple : CO2, H2O, méthane,
etc.).
Document 5 : L'importance de la masse des planètes
Chaque planète exerce une force d'attraction (F) sur les objets situés à son voisinage. Pour une
même molécule gazeuse (dont la masse est négligeable) cette force dépend avant tout de la masse
de la planète. On peut alors comprendre pourquoi certaines planètes ont une atmosphère et
d'autres peu ou pas du tout.
Aide à la démarche de résolution :
– Niveau 1 :
➢ Apport des connaissances sur l'état de l'eau (pression).
➢ Apport des connaissances sur la gravité.
– Niveau 2 :
➢ Exploiter les documents 1 et 2 : détermination des paramètres. Déterminer les états
théoriques de l'eau sur les différentes planètes.
➢ Exploiter le document 3 avec le document 2 : conséquence de la position de la Terre.
➢ Exploiter le document 4 : importante de l'effet de serre en plus de la position de la Terre.
Exploiter le document 5 en relation avec les documents 4 et 2 : mettre en relation pression
(atmosphérique) et masse de ces planètes et donc à la présence d'une atmosphère. Déterminer les
conséquences de la conséquence de la masse de la Terre sur son habitabilité.