Développement de l'atmosphère terrestre

Les étapes de l'évolution de l'atmosphère

L'évolution de l'atmosphère que nous habitons aujourd'hui peut être divisée en trois étapes principales : les débuts de l'atmosphère, la formation des océans et l'ère biologique.

L'atmosphère primitive

Lorsque la Terre s'est formée, elle n'avait pas d'atmosphère. La planète était une boule étouffante de roche en fusion constamment frappée par des astéroïdes et des rochers. Lorsque le bombardement a commencé à ralentir, une fine atmosphère s'est créée à partir d'hydrogène et d'hélium, les éléments les plus abondants de l'univers.

Les volcans ont formé la première véritable atmosphère. Lorsqu'ils entraient en éruption, ils crachaient dudioxyde de carbone, de l'azote, de l'hydrogène et de la vapeur d'eau. Peu à peu, l'atmosphère s'est remplie de ces gaz.

Fig. 1 : Dans les premiers temps de la Terre, il y avait des volcans partout, unsplash.com.

Refroidissement et formation des océans

Après quelques millions d'années de volcans et de chaleur étouffante, la planète a progressivement commencé à se refroidir. La vapeur d'eau s'est condensée en liquide et la pluie est tombée pendant des siècles, remplissant les bassins rocheux pour former des océans.

Ledioxyde de carbone s'est dissous dans l'eau, créant des composés carbonatés. Ces composés ont ensuite étéprécipités pour former des roches sédimentaires et des combustibles fossiles.

L'ère biologique

Les plus anciennes preuves de vie sur Terre sont les stromatolithes, qui sont apparus 300 millions d'années après la formation des océans.

Laphotosynthèse a provoqué un changement important dans l'atmosphère terrestre.

L'oxygène (_O2 ) est un sous-produit de la photosynthèse. Au départ, les roches absorbaient la majeure partie de l'oxygène produit, si bien qu'il ne s'accumulait pas dans l'atmosphère. Ce n'est quelorsque lesalgues ont évolué que les niveaux d'oxygène atmosphérique ont commencé à augmenter, près d'un milliard d'années plus tard. Avec l'augmentation de la photosynthèse, le dioxyde de carbone (_CO2) a été utilisé et lentement éliminé de l'atmosphère.

Desanimaux aquatiques simples ont commencé à évoluer il y a 800 millions d'années. Au fur et à mesure que les plantes se sont diversifiées, les niveaux d'oxygène ont augmenté, ce qui a permis à des animaux plus complexes de se développer.

L'atmosphère moderne

La vapeur d'eau s'est refroidie pour former les océans. Le dioxyde de carbone a été utilisé etremplacé par de l'oxygène. Mais qu'en est-il de l' azote provenant des éruptions volcaniques ?

L'azote est ungaz inerte , il n'a donc réagi à rien. Son manque de réactivité lui a permis de s'accumuler lentement jusqu'à ce qu'il devienne le gaz dominant de l'atmosphère actuelle.

Évolution de l'atmosphère : Chronologie

De la formation de la Terre à l'invention de la machine à coudre, l'atmosphère terrestre a changé et affecté la vie sur la planète.

• Il y a 4,6 milliards d'années : La Terre s'est formée. La température était trop élevée pour permettre la vie, et les éruptions volcaniques étaient constantes.
• Il y a 3,8 milliards d'années : Les températures de la Terre se sont refroidies pour atteindre moins de 100ºC. La vapeur d'eau présente dans l'atmosphère s'est condensée, créant des océans. Une partie du dioxyde de carbone a été emprisonnée dans les roches.
• Il y a 3,5 milliards d'années : La vie s'est développée pour la première fois dans les océans, formant des stromatolithes.

• Il y a 2,7 milliards d'années : Les algues ont évolué. Le dioxyde de carbone atmosphérique a diminué, remplacé par de l'oxygène.
• Il y a 1,8 milliard d'années : Les premiers eucaryotes sont apparus. Ces organismes sont plus complexes que les bactéries.
• Il y a 800 millions d'années : Les premiers animaux simples sont apparus.
• Il y a 540 millions d'années : L'augmentation des niveaux d'oxygène a permis une évolution rapide des animaux. Cette période est connue sous le nom d'explosion cambrienne.
• Il y a 200 000 ans : L'Homo sapiens (l'homme moderne) a évolué sur le continent africain.
• Il y a 200 ans : L'industrialisation a commencé à affecter la composition atmosphérique et le climat de la Terre.

Les pourcentages de gaz dans l'atmosphère primitive de la Terre

Il est impossible de connaître la composition de l'atmosphère il y a des milliards d'années, mais les experts ont fait des suppositions éclairées. Deséruptions volcaniques constantes ont suggéré que l'atmosphère de la Terre était principalement composée de dioxyde de carbone, avec un peu de vapeur d'eau et de petites quantités d' azote. Le méthane et l'ammoniac étaient présents à l'état de traces.

Évolution de l'atmosphère : Faits

Tu trouveras ci-dessous une liste de faits sur l'évolution de l'atmosphère !

• Il y a 3 milliards d'années, le soleil n'était que 70 % aussi brillant qu'aujourd'hui. Mais les gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère ont piégé suffisamment de chaleur pour maintenir la planète au chaud.

• Lorsque l'oxygène a été produit pour la première fois, il a réagi avec le fer présent dans les roches et le sol. De l'oxyde de fer rouge s'est formé, créant d'immenses étendues de lits rouges.

• Si l'augmentation de l'oxygène a profité à certains organismes, d'autres en ont souffert. L'oxygène gazeux était toxique pour de nombreux organismes, qui se sont donc déplacés dans des habitats anaérobies extrêmes ou se sont éteints.

• Malgré la hausse des températures, nous vivons actuellement dans une ère glaciaire! Cette période glaciaire a commencé il y a environ 3 millions d'années et a atteint son apogée il y a environ 20 000 ans. Nous vivons une période interglaciaire de températures plus chaudes au sein de la période glaciaire.

Fig. 2 : Il y a plusieurs milliers d'années, la majeure partie du Royaume-Uni était recouverte de glace, unsplash.com.

• L'atmosphère terrestre est divisée en cinq couches : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère. Les températures dans les différentes couches peuvent varier considérablement.

  La mésosphère peut descendre jusqu'à -90°C tandis que la thermosphère peut atteindre 2000°C.

Pour résumer, l'atmosphère primitive de la Terre était dominée par le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau provenant des volcans. Lorsque les températures se sont refroidies, la vapeur d'eau s'est condensée. Les océans nouvellement formés ont été le lieu de naissance de la vie. La photosynthèse a remplacé le dioxyde de carbone par de l'oxygène, ce qui a permis à une grande variété de plantes et d'animaux d'évoluer.