Correction exercice : les marqueurs géologiques de l`évolution de l
publicité
Correction exercice : les marqueurs géologiques de l'évolution de l'atmosphère primitive. Au dessus de la couche grise, on observe des roches rouges qui sont datées de -2,2 à – 2Ga. Grande épaisseur de roches grises, datées entre -3,4 et – 2,2 Ga Roches sédimentaires issues des dépôts fluviatiles des bords de la Blyde River (Afrique du Sud) On peut émettre l'hypothèse d'une modification de l'atmosphère terrestre entre le dépôt de ces deux formations sédimentaires. Des expériences d'oxydation du fer. En milieu réducteur et pauvre en oxygène, le fer est bivalent (F2+), le fer se trouve sous la forme d'hydroxyde ferreux (Fe(OH)2 solubles. En milieu oxygéné, le fer est trivalent (Fe3+) et prend la forme d'oxyde ferrique Fe2O3 ou d'hydroxyde ferrique Fe(OH)3. Ces formes sont insolubles. Expérience d'oxydation du fer Soude en solution : NaOH Na+ + OH - ion ferreux : Fe2+ + 2 OH- Fe(OH)2 (couleur verte) ion ferrique : Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 (couleur rouille) oxygénation de l'eau : 2Fe(OH)2 (couleur verte) + 1/2O2 + H2O 2Fe(OH)3 (couleur rouille) Le fer est soluble dans les eaux désoxygénées et précipite en hydroxyde de fer (fer ferreux), il précipite sous forme d'hydroxyde ferrique dans les eaux chargées de dioxygène. Les principales réserves mondiales sont constituées par des roches appelées « fers rubanés » ou BIF (Banded Iron Formation) et sont datées de – 4 à – 2,2 Ga. Ce sont des formations sédimentaires déposées en milieu océanique à partir de produits de l'altération des roches continentales. Il a fallu un apport important de fer et de silice par les eaux douces en provenance des continents. Niveau quartzeux Niveau riche en hématite (fer) Échantillon de fers rubanés La formation de ces gisements nécessitent un transport de fer à l'état soluble (des continents aux océans par les eaux douces) donc leur formation indique l'absence de dioxygène dans l'atmosphère avant 2,2 Ga Par contre il y a du dioxygène dans les océans sinon la précipitation du fer ne serait pas possible L'absence de fers rubanés après 2,2 Ga indique que le fer n'est plus transporté par les eaux douces car il précipite en milieu continental : l'atmosphère est devenue oxydante. Gisement d'uraninite : Les gisements d'uraninite sont très anciens (-3,4 Ga) et n'existent plus après 2,2 Ga Ils contiennent des minerais d'uranium dont la formation nécessite un transport en milieu continental à l'état insoluble L'uraninite étant soluble dans les eaux oxygénées, ces formations se sont formées dans une atmosphère réductrice. Leur absence après 2,2 Ga confirme les résultats des BIF, avant 2,2 Ga, l'atmosphère terrestre était réductrice. Red beds (Gisement Moenkopi, Utah, Permo-Trias) Avant 2,2 Ga, les paléosols montrent un appauvrissement en fer qui traduisent un entraînement du fer dissous par les eaux (absence de dioxygène) Après 2,2 Ga, les paléosols sont riches en hydroxydes ferriques d'où la couleur rouge. Le fer a donc précipité sur place sans être transporté. Dès 2,2 Ga, l'atmosphère terrestre contient du dioxygène. BILAN 1- Avant 2,2 Ga, la formation de sédiments océaniques riches en fer (BIF ou fers rubanés) indique la présence de dioxygène dans les océans et son absence dans l'atmosphère. 2- L'absence de gisements d'uraninite après 2,2 Ga indique que ces formations continentales (instables en milieu oxygéné) se forme dans une atmosphère réductrice. 3- La présence de paléosols riches en hydroxyde de fer à partir de 2,2 Ga indique que l'atmosphère devient oxydante à partir de cette date. 4- Le dioxygène est présent avant 2,2 Ga dans les océans mais est piégé dans les formations sédimentaires océaniques 5- Il apparaît dans l'atmosphère après 2,2 Ga (il ne peut plus être fixé dans les océans et passent par diffusion dans l'atmosphère)
