La Terre dans l`Univers, la vie et l`évolution du vivant : une planète

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Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée
Séance 1 : les conditions de la vie : une particularité de la Terre ?
La Terre est un des objets du système solaire. Cette planète a un statut particulier, étant donné
qu’elle abrite la vie.
Quelles sont les caractéristiques qui ont rendu possible l’apparition de la vie sur un des objets du
système solaire, la Terre ? Ces conditions peuvent-elles être rencontrées ailleurs ?
Capacités : exploiter un logiciel (images de sondes spatiales), exploiter des documents.
Les objets du système solaire
1- Utiliser le logiciel Planete3D pour énumérer les principales catégories d’objets du système solaire. Associer ces
catégories aux noms des objets quand c’est possible.
2- On étudie maintenant plus particulièrement trois planètes : Terre, Mars et Jupiter. Utiliser le logiciel pour indiquer
les caractéristiques manquantes dans le tableau ci-dessous.
Planètes
Caractéristiques
Terre
Mars
Jupiter
Distance au soleil (106 km)
Diamètre équatorial (km)
Masse volumique (g.cm-3)
Composition chimique
Nombre de satellites
Atmosphère
Pression atmosphérique au sol
(hPa)
Composition chimique de
l’atmosphère (%)
Températures au sol (°C)
Eau et états
Présence de vie
Catégorie
Planète rocheuse
Planète gazeuse
Quelques caractéristiques des planètes du système solaire.
3- Exploiter ces données pour déterminer des caractéristiques des planètes rocheuses (en comparant avec Jupiter,
planète gazeuse).
4- Dégager ensuite les différences fondamentales entre Mars et la Terre pour montrer les particularités de la Terre.
Les particularités de la Terre.
L’atmosphère terrestre a une épaisseur d’environ 800 km, mais se concentre, pour l’essentiel, dans les
premiers kilomètres. Ainsi, la couche atmosphérique où nous vivons, la troposphère, dont le sommet se situe vers une
douzaine de km d’altitude seulement, contient 80 à 90 % de la masse totale de l’air et la quasi-totalité de la vapeur
d’eau. C’est la couche où se produisent les phénomènes météorologiques.
La seconde couche atmosphérique, ou stratosphère, est beaucoup moins dense, mais contient un gaz
important : l’ozone O3 (gaz situé vers 30 km d’altitude).
L’état physique de l’eau (liquide, solide, gazeux) dépend de la
température, mais aussi de la pression. Le diagramme ci-contre
permet de déterminer l’état de l’eau lorsque l’on connaît la
température et la pression.
Remarque : la vapeur d’eau se forme continuellement par
évaporation dès que l’eau liquide est surmontée d’une couche de
gaz, même si la température n’atteint pas le point d’ébullition.
5- Utiliser le tableau pour placer Mars et la Terre dans le
graphique. Conclure.
L’état physique de l’eau. © SVT 2nde Bordas 2010
Note : 1000 hPa = 1000 mbar = 1 bar

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Sur Terre, la faible quantité de dioxyde de carbone (CO2), de méthane, et la vapeur d’eau sont responsables
d’un effet de serre naturel modéré qui élève d’environ 30°C la température moyenne.
Gaz et
proportion (%)
N2
78
O2
21
Gaz rares (Argon…)
1
CO2, méthane, H2O
Traces
O3
Traces
Rôle
Composition chimique et propriétés de l’atmosphère.
6- Utiliser les informations fournies et vos connaissances pour remplir le tableau.
Le document 4 page 19 représente la zone d’habitabilité dans le système solaire.
7- Réaliser un bilan expliquant pourquoi seule la Terre se trouve dans cette zone (utiliser les questions 5 et 6 et les
indications du livre).
La vie ailleurs que sur Terre ?
En 1977, une mission océanographique découvrit fortuitement des êtres vivants tout à fait étonnants, associés
à du volcanisme sous-marin par 2 600 m de fond sur la dorsale océanique des Galápagos. Leur découverte bouleversa
nos connaissances sur la vie dans les abysses.
Parmi ces animaux, un ver géant de 2 m de long attira l’attention des biologistes : Riftia pachyptila. Ce ver
forme des groupes de plusieurs dizaines à plusieurs centaines d’individus, fixés sur le fond à la base des cheminées
hydrothermales actives.
À gauche, le milieu de vie de Riftia ; à droite une photographie du ver.
La présence d’une telle densité biologique demeura pendant quelques années une véritable énigme. En effet,
la lumière solaire pénètre seulement jusqu’à 300 ou 400 m de profondeur dans cette zone. De plus, on ne trouve
qu’une faible quantité de matière organique disponible (la majorité est consommée avant de parvenir dans ces
profondeurs).
Des prélèvements d’échantillons de fluides hydrothermaux révélèrent la présence de fortes concentrations en
hydrogène sulfuré (H2S) autour des animaux. Plus tard, les chercheurs démontrèrent l’existence de bactéries capables
d’utiliser H2S à l’intérieur de ces organismes. Ces bactéries transforment le CO2 en molécules organiques en utilisant
l’énergie chimique du H2S. Riftia a donc établi une coopération avec les bactéries.
Exploitation du document 2 page 20 (structure d’Europe, un des satellites de Jupiter).
Note : Sous cet océan, on trouve probablement un sous-sol avec une intense activité volcanique.
Zone d’habitabilité potentielle si on
considère que certains corps ont de
l’eau liquide sous une surface glacée.
© http://planet-terre.ens-
lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/L
OM-habitabilite-vie-systeme-solaire.xml
8- Expliquer pourquoi il est possible de
trouver des traces de vie sur d’autres
corps du système solaire, et
éventuellement sur des planètes extra-
solaires (= en dehors du système solaire).