L’eau liquide : condition de la vie sur Terre

L’eau liquide : condition de la vie sur Terre
La Terre est le seul objet du système solaire à posséder de l’eau liquide.
Elle est également la seule planète du système solaire à abriter la vie.
Quelles sont les conditions nécessaires à la présence d’eau liquide ?
Quelles sont les conditions ayant permis à la vie de se développer sur Terre ?
Objectifs : Exploiter des documents, raisonner, réaliser un schéma de synthèse.
Partie 1 : La Terre : l’eau dans tous ses états. (comprendre un graphique complexe)
L’eau existe sous 3 formes : solide, liquide, gazeuse. Mais ces formes ne sont pas toujours présentes dans les astres.
Ø Document 1 : diagramme pression/température et les différents états de l’eau.
Pression (en Pa) 7
10 6
10 5
10 Eau à l’état… …………………. Eau à l’état… …………………. 4
10 3
10 Eau à l’état … …………………. 2
10 10 0 Température (en °C) -­‐200 -­‐100 0 100 200 300 1. Quels sont les facteurs qui conditionnent l’état de l’eau ?
2. Complétez le diagramme (cases) et placez les mots « liquide », « solide » et « gazeux » dans les
domaines correspondants.
3. Quel est l’état de l’eau pour une température de 100°C et une pression de 10 Pa ?
4. A quelle température l’eau bout-elle au sommet du Mont-blanc ?
2
Ø Document 2: températures et pressions moyennes de quelques planètes.(approximatives)
Température minimale (°C)
Température maximale (°C)
Terre
− 80
+ 80
Vénus
Mars
+ 450
+ 480
+ 20
Pression moyenne (Pa)
10
(Mont-blanc : 0,3 10 Pa)
10
10
5
− 140
5
7
2
5. À l’aide du document 2, tracez les domaines pression/température pour chaque planète, sur le
document 2.(dessiner une ↔)
6. Qu’observez-vous ?
7. On estime que l’eau à l’état liquide ne peut exister dans le système solaire que dans une gamme
très restreinte de distance au Soleil (comprise entre 0,95 à 1,5 unités astronomiques) = zone
d’habitabilité. Que pouvez-vous en conclure ? (docs page 16)
Partie 2 : La Terre : une atmosphère indispensable. (utiliser un tableur pour réaliser un graphique)
On cherche à comprendre les conditions régnant sur les planètes telluriques.
1. Ouvrez le fichier « excel » et suivre les consignes pour construire le graphique des températures
en fonction de la distance au soleil.
Planète ou satellite Mercure Venus Terre Lune Mars Température théorique (°C) + 140 + 30 -­‐ 18 -­‐ 18 -­‐ 60 Température réelle (°C) + 140 + 460 + 15 -­‐ 18 -­‐ 48 1. Comparez les températures de surface théoriques et les températures réelles mesurées pour les
différentes planètes tellurique (et lune).
2. Expliquez pourquoi la différence entre la température théorique et la température réelle est plus
ou moins importante suivant la planète.
3. Comparez les écarts de température de venus, la Terre et Mars. Expliquez les différences
constatées en utilisant le tableau 2 page 14
Bonus (ou à la maison) .
Ø Document 4 : Evolution des taux de CO et d’O au cours des temps géologiques.
2
2
Depuis sa formation, la Terre a
connu une très forte chute du
taux de CO atmosphérique qui
s’est retrouvé piégé dans les
roches calcaires avant même
l’apparition
de
la
Vie
(précipitation de carbonates
chimiques).
Sans cette capture du CO ,
certains chercheurs estiment
qu’il ferait nettement plus de
200 °C sur Terre à l’heure
actuelle.
Le dioxygène, quant à lui, est
apparu bien plus tard et a
contribué à « l’explosion » des
formes de vie autour du globe.
2
2
1. Quelle était la composition de l’atmosphère terrestre lors de sa formation ?
2. Comment cette composition a-t-elle évolué ?
3. Pourquoi peut-on dire que la formation des roches calcaires a été un des facteurs contribuant à
rendre la vie possible sur Terre ?
4. Le dioxygène est-il indispensable à la vie ?
5. Cherchez une explication son apparition il y a un peu plus de 3,1 milliards d’années.