Au moment de sa formation, la Terre était probablement déjà dotée d'une atmosphère, mais celle-ci était alors très différente d'aujourd'hui, et hostile à la vie.
La composition de l’atmosphère primitive est difficile à deviner, car il n’en reste rien ! Les scientifiques ont cependant assez d’éléments pour affirmer que, au moment de sa formation, la Terre était probablement déjà dotée d’une atmosphère reflétant la composition de la nébuleuse primordiale : hydrogène, hélium, azote, quelques gaz rares…
Une atmosphère qui devait s’épaissir durant de courtes périodes à la suite des impacts entre la jeune Terre et d’autres corps célestes. Mais sa véritable atmosphère primitive, notre planète la doit probablement au dégazage de l’océan magmatique qui la recouvrait au terme de sa formation. Azote, vapeur d’eau, dioxyde de carbone, ammoniac, méthane… autant d’éléments que les spécialistes imaginent former un ciel marron chargé d’un brouillard d’hydrocarbures !
Des températures extrêmes
L’atmosphère terrestre ne présentait alors pas la moindre trace d’oxygène et donnait probablement lieu à des pluies acides cataclysmiques qui, au fil de centaines de millions d’années, auraient vidé l’atmosphère de son eau et de plusieurs éléments, dont le dioxyde de carbone. Celui-ci s’est fixé dans les roches, entraînant une diminution de l’énorme effet de serre qui régnait à l’origine sur notre planète.
La température atmosphérique chute alors vertigineusement : de 300 °C il y a 4 milliards d’années, elle passe à 100 °C vers 3,5 milliards d’années, puis une cinquantaine de degrés il y a 3 milliards d’années.
Entre-temps, la vie est apparue et les micro-organismes ont commencé à produire l’oxygène qui nous permet aujourd’hui de respirer !
D’après Science & Vie Questions-Réponses n°33
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DE L’ATMOSPHÈRE PRIMITIVE A L’ATMOSPHÈRE ACTUELLE
L’atmosphère est une couche gazeuse qui entoure la Terre et d’autres astres. La Terre comme toutes les planètes du système solaire s’est formée il y a 4.56 milliards d’années par accrétion d’objets plus ou moins massifs. L’atmosphère terrestre est ainsi formée des éléments (Hydrogène, Diazote…) les moins denses que la Terre a pu retenir du fait de sa masse et de sa distance au soleil.
Comment a évolué l’atmosphère depuis son état
initial ?
Dans un second temps, nous allons traiter le passage de l’atmosphère primitive a l’atmosphère actuelle.
I-Atmosphère primitive
Tout d’abord, l’atmosphère primitive est l’atmosphère datant de la formation de la Terre et composée d’un quart de vapeur d’eau et .On dit que l’atmosphère primitive serait à l’origine des océans. En refroidissant les températures, des pluies torrentielles seraient apparues et auraient formé des étendues d’eau.
L’atmosphère primitive
est composée d’Hélium et d’Hydrogène.
On remarque la présence d’eau ( environ 80% ), dioxyde de carbones ( CO2 ) et diazote ( 5%). On remarque une atmosphère initiale dépourvue de dioxygène.
Certains spécialistes, comme Bruce Watson, affirment que le dégazage du magma est la principale source de gaz atmosphérique. Le dégazage est une extraction des gaz dissous d’un liquide, adsorbés par un solide ou absorbés par une surface. Ils affirment que l’atmosphère initiale est formée par le dégazage du manteau.
II-Passage de l’atmosphère primitive a l’atmosphère actuelle.
Ensuite, quatre types d’atmosphères suivent l’atmosphère primitive.
Dans un premier temps, nous avons l’atmosphère primaire.(4,4 et 4 milliards d’années.). L’allumage de la centrale nucléaire solaire, il y a 4,4 milliards d’années, va produire un souffle très violent qui va emporter les gaz légers des
planètes les plus proches du soleil vers les plus lointaines. Il ne reste dans l’atmosphère terrestre que les gaz lourds comme le méthane, ammoniaque et acide cyanitique.
L’intérieur du globe terrestre est toujours soumis à de très fortes températures. Celles-ci sont à l’origine d’une très grande activité volcanique en surface. Les nombreuses éruptions volcaniques entraînent la libération de gaz emprisonnés à l’intérieur du globe terrestre qui enrichissent l’atmosphère : diazote, vapeur
d’eau et dioxyde de carbone. Sa composition est d’eau (85%), dioxyde de carbones (10à15%) et du diazote (1à3%).
Dans un second temps, nous avons l’atmosphère secondaire (4 à 3,3 milliards d’années). La forte quantité de vapeur d’eau présente dans l’atmosphère, entraîne un véritable déluge qui va former les océans. L’eau de pluie chargée en CO2 est acide et use les roches volcaniques en arrachant entre autres minéraux du calcium.
L’association entre le CO2 et le calcium donne du carbonate
de calcium (calcaire), le calcaire précipite dans l’eau des mers et océans et forme des couches de calcaire qui vont donner les premières roches sédimentaires. Ce phénomène va diminuer de façon importante la teneur en dioxyde de carbone et en vapeur d’eau de l’atmosphère. L’effet de serre engendré par le dioxyde de carbone va diminuer et la température de la surface va baisser. A 3,5 milliards d’années, la température est tombée à environ 300°C. A 3,2 milliards d’années elle n’est plus que de
100°C. L’ensemble de ces événements (baisse du taux de CO2 et de la vapeur d’eau) fait que l’azote devient le constituant majeur de l’atmosphère terrestre.
Au début de cette période l’atmosphère n’est pas vivable car il n’y a pas d’oxygène.
La vie apparaît sous forme de bactéries il y a 3,6 milliards d’années.
Les premiers êtres vivants sont anaérobiques, c’est à dire qu’ils n’utilisent pas d’oxygène.
Dans un troisième temps, l’atmosphère devient variable entre 3.2 à 2 milliards
d’années à aujourd’hui.Entre de 3,5 à 3 milliards d’années, on voit apparaître des cyanobactéries, premiers êtres vivants qui ont réalisés la photosynthèse. Ces êtres vivants produisent du dioxygène qui, dans un premier temps, va oxyder les minéraux présents dans l’eau tels que le fer. Aux alentours de 2 milliards d’années, tout le fer des océans étant oxydé le dioxygène est libéré dans l’atmosphère.
A 3 milliards d’années, la température est descendue aux alentours de 50 °C.
Pour finir,
depuis 2 milliards d’années notre atmosphère et l’atmosphère dites «actuelle». A partir de 2 milliards d’années, la présence de dioxygène dans l’atmosphère permet la diversification des formes de vie. Des algues vertes se développent, des êtres vivants non photosynthétisants apparaissent.
Le taux de dioxygène dans l’atmosphère provient de l’action combinée des plantes vertes et des êtres vivants aérobies et finit par arriver à un certain équilibre,du au cycle qui s’établit entre les
plantes vertes et les êtres aérobies.
La présence d’oxygène dans l’atmosphère permet l’apparition d’une couche d’ozone (O3), en effet sous l’action du rayonnement solaire les molécules de dioxygène s’associent et se transforment en ozone. L’absorption de certains UV (rayons Ultra Violets) pour la formation de ces molécules d’ozone, les empêche d’arriver jusqu’au sol, permettant ainsi à la vie de sortir des océans.
Il y a environ 65 millions d’années, une météorite serait rentrée en
collision avec la Terre projetant une couche de poussières dans l’atmosphère vivable, ce qui a pu faire varier dans une faible proportion la composition de l’atmosphère. Il en est de même les éruptions volcaniques.
Depuis 150 ans, l’activité humaine est à l’origine de variations non négligeables de la composition et de la température de notre l’atmosphère.
On peut conclure que depuis la naissance de l’atmosphère il y a 4 milliards d’années, sa composition chimique a nettement évolué avec l’apparition massive de dioxyde de carbone.
Mathieu SCOLAN, Hugo POTTIER, Clément JOUAN, Adrien GEFFRELOT