paleobiosphere

PALEOBIOSPHERE.
1. Formation de la terre
15 Ga Big bang : formation de l’univers
4,55 Ga formation du système solaire.
[Datation météorites+ lunes+ autres planètes à l’U/Pb+ autres techniques dates homogènes de
4,55Ga]
Y de condensationY d’accrétion Y de différentiation (formation planète)
2. Le Précambrien
 l’I de tps entre la formation de la Terre et la base du cambrien à -542 Ma
Etude des vieilles roches disponibles
Représente 4GA soit 8/9 de l’histoire de la Terre.  Système de divisions en gd EONS
Les grandes divisions sont définies par des grands ensembles lithologiques (méthode
lithostructurale / géochronologie absolue radiochronologie U/Pb mesure dans les zircons)
3. La Terre au Précambrien.
3.1 Les premières atmosphères.
[92% H --------7% He]
 ATM proche de celle de l’univers (faible masse atomique, t faible gravité)
[H2------He------CH4------NH3-----H20]
 Mise en place d’une autre ATM, proche de celle dans les autres grosses planètes.
ARCHEEN
PROTEOZOIQUE
PHANEROZOIQUE
4,5 Ga
2,5Ga
0,542 Ga
PRECAMBRIEN
3 divisions :
Néo
Méso
Paléo

[Gdes quantités de CO2-----H20]
ds les émissions volcaniques (diamant précambrien : émissions gazeuses)
[H20-----H2-----CO2-------N2------CH4]
Précambrien :
pas de structure oxydée  abs de O2
 pas de Photosynthèse ni de carbonate ( pas de stock de CO2)
Archéen :
[H20 sous forme de vapeur----CO2---- N2----CH4----NH3]
Mais absence de 02& 03
 ATM réductrice
Les recherches actuelles pensent que L’H20 sous forme de vapeur a été apporté par les
météorites puis l’H20 s’est condensée par refroidissement
4,3 Ga : premières traces d’étendues d’eau
3,9 Ga : premières étendues d’eau
Vue la jeunesse de la Terre [radiations élevées+météorites]
 Énergie, R* et Temp très chaude.
3.2 La Tectonique.
A l’archéen :
 Accrétion verticale pour formation de la croûte : Komatiites (péridotites)
Puis accrétion périphérique : mise en place de la tectonique des plaques subduction à 3,2
Ga.
Roches précambriennes : boucliers précambriens.
Cratons : Australie, Amérique du sud, Groenland,
Canada
3.3 Les climats.
- ATM chaude
- Réductrice
- rayonnements solaires non filtrés.

 archives sédimentaires : TILLITES –dépôts glaciaires--+ Données isotopiques+
modèles
 GLACIATION HURONIENNE A 2,4 Ga
 GLACIATION A 0,94-0,6 Ga SNOWBALL EARTH (recouverte de
glace)Causes ? 1 facteur clé la Rodinia (1er super continent se disloque ( 0,9) et les courants
océaniques sont modifiés (-> transport de chaleur)
 utilisation des isotopes stables de 02 + Si
Température océanique 70°c vers 3,5 Ga 20°c vers 0,8 Ga
3.4 Oxygénation de la Terre.
*Entre 3,8 et 1,8 Ga : minerais de fer rubanés dans
l’océan : MFR//BIF sous forme réduite.
*Sur les boucliers alternance de silice& de Fe sous forme
oxydée.
*Uranites&Pyrites formes réduites (U02 & Fe2S)
Fe+ U communs ds les dépôts jusqu'à 2-2,5 Ga.
En mm tps dépôts sédimentaires continentaux rouges :
Grès avec fer sous formée oxydée
Vers 2,5-2,4 Ga l’état d’oxygénation a changé radicalement ( avt t faible pas perceptible)
D’où provient l’O2 ?
 oxydation photochimique sous action des UV (absence d’ozone peuvent réagir avec le
Fe+ H2O : hydroxyde de FE)
MFR : eau pure+UV (ms s’arrêtent à une certaine profondeur)
 photosynthèse mise en place rapidement à 2,5 Ga sur ms peut-être mm avt.
 Oxydation enzymatique anoxigénique : bactéries photosynthétiques ss production de
O2 parce qu’elles utilisent l’oxydation de l’élément.
Organismes dégradent et laissent des composés  biomarqueurs typiques, 1 type de vie
caroténoïdes : bactéries pourpre et verte.
Les eucaryotes ne jouaient pas de rôle important.
L’état d’O2 était intermédiaire entre archéen et now
Les 1ers MO ont joué un rôle important ds cycle biogéochimique & l’atm
Interactions entre géosphère et biosphère---marqueur et acteur

4. La vie au Précambrien.
4.1 Def de la vie.
1 € de critères : molécules organiques dans une structure individuelle capable de se
reproduire, métabolisme (interaction ac les ml), hérédité, présence systématique de
macromolécules.
3 gd domaines :
4.2 Origine des les 1ères molécules organiques.
4.2.1 Soupe primitive ou prébiotique
Vie apparue dans les océans.
Dans les années 20-- Oparine& Maldane dans cet océan, avec composés primitifs (CO2 ;
CH4 ;NH3) sont mis en solution& soumis à une source d’énergie.
Cette soupe chaude : premières molécules organiques qui s’organisent entre elles : organismes
vivants.
4.2.2 Expérience de Muller (1953)
Système expérimental très simple eau+ NH3+CH4+H + source énergétique (décharge
électrique) sous vide  condensation dans un tube vaporisationaccumulation au bout
d’une semaine : glycine, alanine, acide glutamique, acide aspartique.
Démonstration de l’exp. D’ Oparine & Aldane :
molécule du vivant (ribose, adénine, désoxyribose) si on
ajout P  synthèse de ttes les molécules du vivant.

4.2.3 Les sources hydrothermales profondes.
Eau des fumeurs noirs, dorsale.
Communauté vivante
 Indep de la lumière (2000-2500m) énergie : oxydation de l’H2S (chimioautotrophes)
par la bactérie.
 Synthèse de composés organiques (AA, N,…)
 Modèle pour apparition de la vie
Attention now O2 dans l’eau pas le cas à l’archéen.
Bcp de ces composés ne sont pas stables aux pressions auxquels ils se forment.
4.2.4 Panspermie (vie ou molécules).
Les 1ères molécules organiques d’origine extraterrestre (météorites)
Les comètes et nuages interstellaires contiennent les produits de base (glycine) & complexes.
A l’heure actuelle la Terre reçoit 500T de C organique qui viennent de l’espace. A l’archéen
ce phénomène était beaucoup plus intense  hypothèse sérieuse pour alimenter les océans.
4.3 Macromolécules du vivant
Pour assemblage, hypothèses :
- argiles : les phylosillicates en feuillets qui offre de gdes surfaces d’adsorption, une
structure répétitive +catalyseur pour phénomène de polymérisation (AA  chaîne
polypep. AN chaîne nucléotidique.)
Pb de la poule/œuf. : ARN et protéine.
Fin des années 70  ARN enzymatique : RIBOZYME Arn a activité E = catalyseurs
ARN précède l’ADN
 monde à ARN monde à ADN (plus stable)
LUCA dernier anc commun universel :
Code génétique
Génome à ADN ac un système d’entretiens des gènes
ARN+ E
Etre vivant complexe fonctionnel qui est le résultat d’une évolution : évolution moléculaire
avec une membrane (pb invention+ macromolécules qui s’y insert).
OPARIN :
Protéine eau chaude& salée  structure de 2à 5000um de diamètre  coacervats.
FOX :
Protémoides 2 um microsphères