Le dioxygène, le dioxyde de carbone et la fossilisation de la matière organique

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Atmosphère, hydrosphère, climats
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2012 | Académie : Inédit
Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet
 
Le dioxygène, le dioxyde de carbone et la fossilisation de la matière organique

Atmosphère, hydrosphère, climat : du passé à l’avenir

Corrigé

41

Spécialité

svtT_1200_00_31C

Sujet inédit

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 5 points

Les documents 1 et 2 renseignent sur l’évolution de la concentration de dioxygène et de celle de dioxyde de carbone dans l’atmosphère durant les 500 derniers millions d’années. Le document 3 renseigne sur les quantités de matières organiques fossilisés (sous forme de charbons, d’hydrocarbures…) durant la même période.

> À partir des informations extraites des documents mises en relation avec vos connaissances, expliquez les évolutions des teneurs de l’atmosphère en dioxygène et dioxyde de carbone entre 350 et 300 millions d’années. Proposez une explication aux différences entre la teneur en ces gaz de l’atmosphère il y a 100 millions d’années par rapport à la période actuelle.

Document 1

L’évolution de la teneur en O2 depuis 500 Ma


Document 2

Les variations de la teneur en CO2 de l’atmosphère


Document 3

Les matières organiques piégées durant les 600 derniers millions d’années

Variation de la quantité de matière organique enfouie, piégée, transformée ou non en pétrole ou en charbon sur la période considérée. La valeur actuelle du carbone piégé permet d’établir des comparaisons.


Comprendre le sujet

  • Les trois documents permettent d’aborder différents aspects et causes des variations de la teneur de l’atmosphère en O2 et CO2.
  • Penser au fait que la teneur de l’atmosphère en un gaz dépend des processus qui soutirent le gaz à l’atmosphère et de ceux qui en rejettent.
  • Se rappeler les mécanismes producteurs de dioxygène (la photosynthèse des organismes chlorophylliens) et consommateurs (la respiration des êtres vivants et l’oxydation des éléments minéraux).
  • Se rappeler de même les processus qui enrichissent l’atmosphère en CO2 (l’activité volcanique, la respiration des êtres vivants, le dégazage des eaux océaniques) et ceux qui l’appauvrissent (la photosynthèse des organismes chlorophylliens, l’altération des roches silicatées, la dissolution dans les eaux océaniques).
  • Se rappeler que la fossilisation de la matière organique a une influence sur la teneur de l’atmosphère en CO2 et O2.

Mobiliser ses connaissances

Les bulles d’air contenues dans les glaces permettent d’étudier la composition de l’air durant les 800 000 dernières années.

Corrigé

Évolution de l’atmosphère entre 350 et 300 millions d’années

  • De – 350 Ga à – 300 Ga, la teneur en O2 ne fait qu’augmenter (document 1) passant de 21 % à 31 %. Au contraire, pendant la même période, celle de CO2 (document 2) ne fait que baisser (d’environ 5 fois par rapport à la teneur d’origine).
  • Le document 3 indique que cette période est marquée par un fort piégeage des matières organiques (charbons…). La photosynthèse de ces matières organiques a consommé du CO2 et produit de l’O2.
  • Par l’enfouissement, les matières organiques synthétisées sont soustraites à l’oxydation (respiration) qui, normalement, aurait consommé de l’O2 et produit du CO2.
  • Durant cette période, une partie de l’O2 produit n’a pas été utilisée d’où l’augmentation de sa concentration durant cette période. Durant la même période, une partie du CO2 consommé par la photosynthèse n’a pas été restituée au milieu par la respiration : son taux a baissé.

Les différences entre l’atmosphère d’il y a 100 millions d’années et l’atmosphère actuelle

  • La teneur en dioxygène est relativement élevée, 23 % il y a 100 Ma contre 21 % actuellement, et celle du CO2 trois à quatre fois plus forte qu’actuellement. Donc les teneurs en O2 et CO2 sont toutes les deux élevées.
  • Le document 3 montre qu’à la même époque, la fossilisation de la matière organique était supérieure à ce qu’elle est actuellement ; cela peut expliquer la teneur en O2 plus élevée qu’actuellement.
  • Par contre, dans ces conditions, la teneur en CO2 aurait dû être basse, ce qui n’est pas le cas : l’activité volcanique particulièrement intense a produit du CO2 qui a plus que compensé sa soustraction par piégeage dans les matières organiques enfouies.