Introduction La composition chimique de l`atmosphère

Corrigé du test 3 de spécialité SVT
Introduction
La composition chimique de l’atmosphère terrestre a profondément changé depuis la formation de la
Terre. Le dioxygène atmosphérique, en particulier, qui représente aujourd'hui une proportion d'environ 21
%, était quasiment absent de l'atmosphère primitive. Comment explique-t-on cette évolution ?
L'atmosphère primitive
L’atmosphère primitive de la Terre, formée par le dégazage qui s’est produit après la formation de la
planète il y a 4.5 milliards d'années (Ga), comportait seulement des traces d'O
2
(10
-14
du taux actuel)
comme le montre le document 1. C'est seulement vers - 2 Ga que la concentration en O
2
a commencé à
augmenter beaucoup plus rapidement atteignant en 500 millions d'années (Ma) une valeur proche du taux
actuel. Cette augmentation considérable est liée à l'apparition d'organismes capables de réaliser la
photosynthèse aérobie.
Les stromatolithes fossiles, témoins d'une photosynthèse aérobie
Le document1 indique que les plus anciens stromatolithes sont apparus à l'Archéen il y a environ 3.5 Ga.
S'agissant de constructions calcaires dues à l'activité photosynthétique de Cyanobactéries, micro-
organismes aquatiques comme l'indique le document 2, l'existence de ces fossiles permet de dater
l'apparition de la photosynthèse à - 3.5 Ga. On peut donc supposer que dès - 3.5 Ga, de l'O
2
était produit
par ces micro-organismes. Les stromatolithes sont devenus abondants vers - 2.5 Ga comme l'indique le
document 1 ce qui suppose une abondante production d'O
2
. Pourtant, son taux n'a augmenté
significativement dans l'atmosphère que 500 Ma plus tard. Qu’est devenu entre-temps l'O
2
produit par les
Cyanobactéries ?
Piégeage du dioxygène en milieu marin
Produit en milieu marin, l'O
2
diffuse dans l’eau. Le document 1 montre que des dépôts sédimentaires
marins contenant de l’hydroxyde ferrique se sont formés abondamment il y a 2.5 Ga. Comme l'indique le
document 3, le fer précipite sous forme d'hydroxyde ferrique dans les eaux riches en O
2
. On interprète ces
données en considérant que l'O
2
produit en milieu marin à cette époque a été piégé sous forme
d'hydroxyde ferrique ce qui explique son absence de l'atmosphère à cette époque.
Accumulation de dioxygène dans l'atmosphère
On voit sur le doc. 1 que vers - 2 Ga, les gisements de fer rubané diminuent comme si le fer n'était plus
suffisamment disponible pour former de nouveaux dépôts d'oxydes ; en revanche, des sols oxydés de
couleur rouille apparaissent à cette époque et deviennent de plus en plus abondants avec le temps. Compte
tenu que la rouille se forme dans l'air par oxydation du fer ferreux en oxyde ferrique sous l'action de l'O
2
(document 3), celui-ci s’est donc trouvé présent dans l’atmosphère terrestre il y a un peu plus de 2 Ga.
L’augmentation de la quantité des sols contenant de l’oxyde de fer montre en outre que le taux d'O
2
atmosphérique a continuellement augmenté depuis le Précambrien atteignant sa valeur actuelle il y a env.
500 Ma.
Conclusion
Le dioxygène présent dans l’atmosphère a donc pour origine l’activité photosynthétique de micro-
organismes procaryotes apparus il y a environ 3.5 Ga. Après avoir été piégé dans des sédiments marins,
ce n’est que vers - 2 Ga que l’oxygène a pu se retrouver à l’état gazeux dans l’atmosphère et s’y
accumuler jusqu'à atteindre sa concentration actuelle.
Barème :
- Introduction avec pb posé : 1 pt
- Conclusion : 1 pt
- Eléments scientifiques issus des documents : complets, pertinents, à bon escient : 5 pts
- Argumentation mettant en évidence les relations entre les divers informations : 2 pts
- Texte cohérent, structuré, orthographe et syntaxe correcte : 1 pt