Chapitre 1 : L'atmosphère terrestre et la vie
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Chapitre 1 : L'atmosphère terrestre et la vie
Introduction
L’atmosphère terrestre est une enveloppe gazeuse qui entoure la Terre et joue un rôle fondamental dans la vie sur notre planète. Elle permet notamment de réguler la température, protéger les organismes vivants des rayons nocifs du soleil, et fournir l’oxygène nécessaire à la respiration. Ce chapitre détaille la composition, la structure, et les fonctions principales de l'atmosphère, ainsi que son lien étroit avec la vie terrestre.
1. Qu’est-ce que l’atmosphère terrestre ?
L’atmosphère est une couche de gaz entourant la Terre, retenue par la force de gravité. Elle s’étend sur plusieurs centaines de kilomètres au-dessus du sol et est divisée en différentes couches selon la température et la composition.
Atmosphère : Enveloppe gazeuse composée d’un mélange de gaz, entourant un corps céleste comme la Terre.
Composition de l’atmosphère
L’atmosphère est composée principalement de :
| Gaz | Pourcentage approximatif |
|---|---|
| Azote (N₂) | 78 % |
| Oxygène (O₂) | 21 % |
| Argon (Ar) | 0,93 % |
| Dioxyde de carbone (CO₂) | 0,04 % |
| Autres gaz (vapeur d’eau, néon, hélium...) | traces |
L’azote et l’oxygène forment donc la quasi-totalité du volume atmosphérique.
2. Structure de l’atmosphère
L’atmosphère se divise en plusieurs couches distinctes selon la variation de température :
- La troposphère : couche la plus basse (jusqu’à environ 12 km), où se produisent les phénomènes météorologiques (vents, nuages, pluie).
- La stratosphère : s’étend de 12 km à 50 km, contient la couche d’ozone qui protège la Terre des rayons ultraviolets.
- La mésosphère : de 50 km à 85 km, où la température baisse fortement.
- La thermosphère : au-delà de 85 km, lieu d’absorption des rayons X et UV, la température peut y être très élevée.
- L’exosphère : limite extérieure de l’atmosphère, passage progressif vers l’espace.
[Diagramme]
Cette stratification explique la diversité des conditions physico-chimiques rencontrées à différentes altitudes.
3. Rôle de l’atmosphère dans la vie sur Terre
L’atmosphère remplit plusieurs fonctions indispensables à la vie.
3.1 Protection contre les radiations solaires
- La couche d’ozone (O₃), présente dans la stratosphère, absorbe une grande partie des dangereux rayons ultraviolets (UV), évitant des mutations génétiques chez les êtres vivants.
- La thermosphère absorbe les rayons X et les rayons ultraviolets les plus énergétiques.
3.2 Régulation de la température
L’atmosphère agit comme une couverture thermique grâce à l’effet de serre naturel :
- Les rayons du soleil chauffent la surface terrestre.
- Une partie de cette chaleur est réémise sous forme de rayonnement infrarouge.
- Les gaz à effet de serre (vapeur d’eau, CO₂, méthane) retiennent une partie de cette chaleur, maintenant une température moyenne favorable à la vie (environ 15 °C sur Terre).
Attention : un excès de gaz à effet de serre conduit au réchauffement climatique, perturbant les écosystèmes.
3.3 Fourniture des gaz nécessaires à la vie
- L’oxygène (O₂) est indispensable à la respiration des êtres vivants.
- Le dioxyde de carbone (CO₂) est essentiel à la photosynthèse des plantes, base de la chaîne alimentaire.
4. Interactions entre atmosphère et biosphère
L’atmosphère n'est pas un système fermé : elle interagit constamment avec la lithosphère (sol), l’hydrosphère (eau), et la biosphère (êtres vivants).
- La photosynthèse par les plantes transforme le CO₂ en O₂.
- Les animaux respirent l’oxygène et rejettent du CO₂ par la respiration.
- Les activités humaines modifient la composition atmosphérique (pollution, déforestation, émissions de gaz).
[Diagramme]
5. Principaux gaz à effet de serre et leur impact
Le gaz à effet de serre est un gaz qui retient la chaleur dans l’atmosphère, contribuant à l’effet de serre naturel.
| Gaz | Sources naturelles | Sources anthropiques | Impact sur le climat |
|---|---|---|---|
| Dioxyde de carbone (CO₂) | Respiration, décomposition, volcans | Combustion de fossiles, déforestation | Principal contributeur au réchauffement |
| Méthane (CH₄) | Zones humides, digestion animale | Agriculture, décharges, industrie | 21 fois plus puissant que CO₂ sur 100 ans |
| Oxyde nitreux (N₂O) | Sols agricoles, océans | Engrais, combustion | 300 fois plus puissant que CO₂ |
| Vapeur d’eau (H₂O) | Évaporation | - | Principal gaz à effet de serre naturel |
Synthèse
- L’atmosphère terrestre est une couche indispensable composée majoritairement d’azote et d’oxygène.
- Elle est organisée en couches (troposphère, stratosphère, etc.) caractérisées par des conditions physiques propres.
- L’atmosphère assure une protection essentielle contre les radiations solaires, régule le climat grâce à l’effet de serre, et fournit les gaz nécessaires au maintien de la vie.
- Il existe un échange constant entre l’atmosphère et la biosphère par les processus de photosynthèse et respiration.
- Les activités humaines perturbent cet équilibre, augmentant les gaz à effet de serre et mettant en péril le système climatique.
Cette compréhension de l’atmosphère est la base pour étudier les interactions complexes entre la Terre et la vie, ainsi que les enjeux environnementaux modernes.
