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Composition chimique de l’atmosphère

L’atmosphère terrestre est composée d’un mélange d’azote, de dioxygène et d’argon.

 

A ce mélange, il faut ajouter des traces de dioxyde de carbone, de gaz rares (comme le néon, le krypton et le xénon), d’hélium, de méthane, d’hydrogène et d’autres composés, dont l’ozone. Dans cette composition, la vapeur d’eau (H2O) n’est pas prise en compte.

 

L’atmosphère terrestre renferme également des aérosols, qui sont de fines particules solides et liquides, comme les suies provenant des combustions industrielles ou des feux de forêts, des poussières composées d’argiles et d’esquilles (petits copeaux) de quartz entraînés par les vents depuis les déserts chauds ou froids, des cendres volcaniques, des micro-cristaux de sel, des spores, des bactéries ou des virus.

Leurs tailles varient entre 0,1 mm (suies, cendres volcaniques) et 15 à 20 mm (gouttelettes liquides). Les aérosols jouent un rôle important dans la formation des nuages mais aussi dans le processus d’absorption des rayonnements du Soleil et de la Terre.

Dans l’atmosphère, l’eau est présente sous une forme « invisible », le gaz vapeur d’eau, et sous forme visible (aérosols) dans les brouillards ou les nuages. L’air contient d’autant plus de vapeur d’eau qu’il est chaud. Au-delà de – 20° C, il est pratiquement sec. La vapeur d’eau se cantonne à la troposphère.

 

 

Le climat de la Terre

Le climat de la Terre varie à diverses échelles temporelles. A l’échelle de la dizaine à la centaine d’années, l’action anthropique conduit au forçage de l’effet de serre naturel.

Sur plusieurs siècles, les fluctuations, même très minimes, du flux solaire incident semblent être à l’origine de variations climatiques mineures, comme l’Optimum médiéval et le Petit âge glaciaire.

A l’échelle de la dizaine de millénaires (10 4ans), ce sont de petites variations des paramètres astronomiques réglant la course de la Terre autour du Soleil qui rendent compte de l’alternance des épisodes glaciaires et interglaciaires au sein d’une glaciation. Il faut tenir compte aussi  de la quantité d’énergie solaire qu’elle reçoit, C’est la théorie astronomique du climat de Milankovitch, aujourd’hui acceptée par tous les climatologues.

Maintenant sur la dizaine ou la centaine de millions d’années (10 7 à 10 8 ans) c’est le déplacement des plaques litho sphériques et leur répartition sur le globe qui déterminent les variations climatiques majeures.

  • Glaciation de grande ampleur lorsque, comme au Permo-Carbonifère (330-255 Ma), les plaques se concentrent en zone polaire.
  • Climat chaud et humide lorsqu’elles se retrouvent aux abords de la zone intertropicale. Des plaques litho sphériques se déplaçant rapidement, associées à des dorsales océaniques gonflées, produisant de gros volumes de magmas et rejetant donc beaucoup de CO2 dans l’atmosphère. C’est dans un tel cadrer que s’inscrivait le climat chaud du Crétacé moyen (130-90 Ma).

Le climat du globe

Étudier les mécanismes réglant le climat du globe et, si possible, en prévoir l’évolution dans les siècles à venir, sont devenus deux des priorités des Sciences de la Terre et de l’univers. Ainsi, en 2002, le Collège de France a créé une nouvelle chaire intitulée « L’évolution du climat et de l’océan ». En joignant l’étude de l’océan à celle du climat, la communauté scientifique reconnaît le rôle prépondérant que joue l’hydrosphère. Il est capable notamment de transporter et stocker d’énormes quantités de chaleur. Elle reconnaît également qu’il reste beaucoup à faire pour comprendre l’évolution des océans. Et pour pouvoir en proposer une modélisation fiable.

Comme dans de nombreux domaines des Sciences de la Terre, l’homme s’est aperçu que le climat de notre planète subissait des influences extra-terrestres. Les plus importantes notamment viennent en provenance du Soleil. C’est une découverte capitale, rendue possible par les progrès effectués dans notre connaissance du Soleil et de son rayonnement. Là encore, loin d’être des habitants d’un objet céleste isolé dans l’univers, nous faisons partie du système solaire.

 

La biosphère s’accommode

A l’échelle humaine, les variations climatiques sont lentes, imperceptibles. Elles ont été acceptées par nos ancêtres comme des évènements inéluctables. Parfois même comme des interventions divines venant sanctionner des dysfonctionnements de nos sociétés. Toutefois, avec le récent forçage de l’effet de serre naturel de la Terre, l’homme doit faire face à une variation rapide, perceptible par une génération.

Comment l’humanité réagira-t-elle face aux changements climatiques ? Lorsqu’on sait que l’homme moderne a définitivement abandonné son nomadisme originel pour vivre dans un environnement stable, sécurisé, où tout changement ,qu’il soit climatique ou d’une autre nature, est à priori perçu comme négatif et rejeté ?

Pourtant le déchiffrage des archives géologiques nous indique que le climat du globe a toujours varié. La biosphère a toujours su s’accommoder, voire tirer profit, de ces variations.

Sources : Comprendre et enseigner la planète Terre. Jm Caron, A. Gauthier

Alfred WEGENER – Jeu de plaques

Les idées de Wegener sont alors mal reçues par les spécialistes. Il leur était bien difficile d’accueillir cette théorie sans aucune preuve physique ; par ailleurs, les conceptions du savant allemand bouleversaient trop les connaissances acquises de cette époque.

 

LA TERRE, UN JEU DE PLAQUES

 

WEGENER AVAIT RAISON

 

Son parcours

 

 

 

Alfred Wegener naît à Berlin en 1880. Après des études de mathématiques et de sciences, il se consacre à l’astronomie et à la météorologie. Passionné de voyages, il devient explorateur polaire et part à quatre reprises faire des études météorologiques, climatiques et géophysiques au Groenland. Au cours de sa quatrième expédition, en novembre 1930, il meurt d’épuisement. Sept mois plus tard, on retrouve son corps enseveli sous la neige.

Bien que n’étant pas spécialiste de géologie, Wegener, ainsi qu’un certain nombre d’esprits curieux l’ont fait avant lui, remarque un fait important et écrit en 1910 : « La côte orientale de l’Amérique du Sud ne s’adapte-t-elle pas précisément à la côte occidentale de l’Afrique, comme si elles avaient été jointes autrefois. » En 1911, il découvre dans un ouvrage de paléontologie l’étonnante similitude des fossiles d’Amérique du Sud et d’Afrique et pense immédiatement qu’une liaison terrestre a dû exister entre ces deux continents.

C’est à partir de ces deux observations qu’il élabore l’idée des déplacements horizontaux ou « dérive » des continents. En 1912, il présente, pour la première fois en public, son hypothèse qu’on a désignée en français sous le nom de « Dérive des continents ».

 

L’emboîtement des continents d’après le livre original de Wegener

Il fallu donc attendre 1960 pour voir « renaître » la « dérive des continents » et pour que « son père » bénéficie ainsi d’une gloire posthume.

Les découvertes des trente dernières années permettent en effet d’arriver à une synthèse connue sous le nom de « tectonique des plaques ». Bien des reconstitutions paléogéographiques de Wegener se trouvent ainsi confirmées ; quelques points cependant sont fondamentalement différents :

– Ce ne sont pas les seuls continents qui se déplacent comme « des icebergs de gneiss sur une mer de basalte » mais les plaques, unités bien plus vastes comprenant les continents ainsi que des portions océaniques :

– La dorsale médio-atlantique n’est pas simplement la cicatrice inerte née de la séparation des continents mais une zone particulièrement active où naissent les plaques.

La composition de la croûte continentale est essentiellement granitique tandis que celle de la croûte océanique est basaltique. Les plaques lithosphériques se déplacent par suite de l’activité tectonique et volcanique localisée à leurs frontières : dans les dorsales, il y a formation de croûte océanique tandis que dans les zones de subduction, le matériau des plaques repart en profondeur. Ce mouvement provoque la collision des plaques et entraîne la formation de chaînes de montagne. Dans les zones d’orogenèse, les roches subissent des contraintes, des augmentations de température et de pression et se transforment en roches métamorphiques.

 
 
 
 

Naissance de la Terre

Reconstitution

Depuis son apparition sur la planète, l’homme n’a pu témoigner que des derniers instants de l’histoire de la Terre. Et pourtant, les géologues s’efforcent de reconstituer cette histoire depuis ses origines. Pour cela, région après région, ils utilisent tous les indices fournis par les roches et, au cours d’un patient travail, mettent en relation toutes les informations recueillies.

 

Recoupant tous les résultats recueillis sur les continents et dans les océans avec les données fournies par les astrophysiciens, les géologues reconstituent ensuite l’histoire de la planète et celle de la vie qui s’y est épanouie.

Les géologues arriveraient à établir une chronologie des évènements subis par la planète Terre …

La Terre aurait toujours comporté des continents et des océans …

Qui pourrait nous conter le mystère de la vie qui est apparue sur la Terre, quand et comment …

 

 

Pour renseigner une telle question et savoir comment la Terre est née, nous pouvons affirmer que la réponse n’est pas du seul domaine de la géologie. Car la Terre fait partie d’un vaste ensemble, le système solaire, et c’est l’étude des différentes planètes et la connaissance de leur composition, de leur évolution, de leur origine qui fournissent des éléments de réponse. L’astrophysique vient alors au secours du géologue.

Il y a différentes étapes de la formation de la planète Terre.

Quant à la spécificité par rapport aux autres planètes du système solaire, les spécialistes savent en parler :

 La Terre est plus jeune que l’univers

 
« La Terre a 4 600 millions d’années, soit 4 600 milliers de millénaires. La Terre est plus jeune que l’univers, mais pas tellement. L’univers a environ 13 ou 15 milliards d’années et la Terre s’est créée aux deux tiers de l’histoire de l’univers. C’est un adulte parmi des vieillards vénérables. La Terre s’est constituée en même temps que toutes ses planètes sœurs et que le Soleil, qui, ne l’oublions pas, contient 99,8 % de la masse du système solaire. Les planètes sont, autour de ce grand Soleil, des résidus de matière que le Soleil n’a pas englobés.
La Terre est la seule planète qui contienne à la fois de l’eau, de l’air et qui soit le siège de mouvements internes très importants. Mais sa caractéristique la plus originale est la présence de la vie : c’est la seule planète du système solaire où la vie existe. »

 

 

 
 

La naissance de la Terre

 
« La Terre s’est formée il y a environ 4,6 milliards d’années par réunion (accrétion) de petits corps, ressemblant aux météorites (qui arrivent parfois encore aujourd’hui sur notre planète).
La toute jeune Terre subit dans ses premiers millions d’années de profonds remaniements qui conduisent à une redistribution des éléments chimiques et à la formation de l’atmosphère, de la lithosphère, de l’asthénosphère et du noyau. La Terre juvénile, très chaude, expulse l’eau et les gaz qu’elle renferme ; ils deviennent alors l’atmosphère et les océans. Pendant ce temps, les éléments lourds coulent vers le centre et forment le noyau. Le reste de la planète, le manteau, est brassé par des mouvements de convection. Il fond dans sa partie superficielle.  Ainsi se différencie une croûte de type océanique plus légère que le manteau. Les continents, formés de matériaux encore plus légers, naissent il y a environ 4 milliards d’années à la faveur de collisions entre les plaques océaniques, toujours accompagnées de processus complexes de fusion. Des continents vont être ainsi continuellement extraits du manteau tout au long des temps géologiques. ».
D’après « Histoire de la Terre notre planète« .
Société géologique de France.

Le bilan

Dolines

Auteur : IgorTrieste – janvier 2005

Informations géologie

Description :

Deutsch : Kleine Doline, dessen Boden mit Schnee bedeckt ist. Vermutlich Umland von Triest.
English : Little Karst sinkhole where clayey soil permits water stagnation.
Français : Petite doline (vraisemblablement en périphérie de Trieste) au fond de laquelle les argiles de décalcification permettent l’accumulation d’eau (et de neige en l’occurrence).

 

La Terre est une planète du système solaire. Lors de son refroidissement, ses constituants se sont organisés en couches concentriques. Au cours des temps géologiques, la couche solide superficielle ou lithosphère s’est constamment renouvelée. Les continents, qui en constituent les parties émergées, se sont cassés, ont dérivé, sont entrés en collision. Des chaînes de montagnes, édifiées au cours de cette dérive des continents, ont progressivement agrandi le domaine continental. Les êtres vivants sont apparus dans la mer, puis ont conquis le milieu terrestre. Dans tous les milieux, ils ont évolué en se diversifiant.

La terre continue à se modifier grâce à son énergie interne et à celle qu’elle reçoit du Soleil.Navire

L’action prolongée d’une eau riche en dioxyde de carbone (eau de Seltz par exemple) sur de petits fragments de craie finit par les faire disparaître.

Le carbonate de calcium insoluble dans l’eau est transformé en hydrogénocarbonate de calcium soluble dans l’eau.

Inversement, en chauffant de l’eau contenant de l’hydrogénocarbonate en solution, le dioxyde de carbone moins soluble à chaud qu’à froid se dégage et l’hydrogénocarbonate se transforme en carbonate insoluble formant un précipité.

Certains paysages sont typiques. Par exemple les dolines sont des paysages de plateaux calcaires. il s’agit de dépressions circulaires d’une dizaine ou d’une centaine de mètres de diamètre, dont le fond est tapissé d’une couche d’argile.

Une doline se forme avec un calcaire rarement pur qui contient souvent un peu d’argile. Lorsque l’eau attaque chimiquement le calcaire, l’argile se retrouve en surface et est entraînée dans les petites dépressions. On l’appelle « argile de décalcification ».

 

 
 
 
Sources géologie Bordas

Les évènements majeurs de l’histoire de la Terre

Une vue du Kilimanjaro

 

Large Octopus, la grande pieuvre ci-dessous

Comme nous le savons 4 000 millions d’années se sont écoulés entre l’origine de la Terre et le développement des premiers invertébrés à plusieurs cellules (des animaux à corps mou : méduses ou vers), soit 8 fois plus qu’entre le premier animal et l’homme. Puis, après cette très lente évolution, c’est l’explosion de la vie.

L’explosion de la vie animale dans les mers à l’ère primaire

La vie a débuté par des formes microscopiques, puis des animaux à corps mou. Au Cambrien, en même temps que se diversifie la microflore et que commence l’histoire de nombreuses populations de microfaune, la mer se peuple d’une faune abondante d’animaux munis d’une coquille ou d’un squelette.

Parmi les nombreuses formes animales, citons l’existence :

– Au Cambrien des trilobites et de formes géantes d’arthropodes (gigantostracés);
– A l’Ordovicien des brachiopodes (mollusques bivalves), des mollusques céphalopodes (dont un nautile géant) et des premiers vertébrés (poissons sans mâchoires);
– Au Silurien les coraux constructeurs de récifs, les placodermes (poissons à deux mâchoires), des échinodermes ..

Les principaux plans d’organisation du monde animal existent au Silurien.

Dès l’ère primaire la vie colonise les continents

Deux orogenèses importantes ont lieu à l’ère primaire. Elles donnent naissance aux chaînes calédoniennes (après le Silurien) et hercyniennes (au Carbonifère). Ainsi les continents s’agrandissent autour des boucliers émergés du Précambrien.

Par ailleurs,

– L’atmosphère continue de s’enrichir en oxygène (elle atteindra un niveau comparable à la période actuelle vers – 400 millions d’années) ;
– Un taux d’ozone, en haute altitude, comparable au taux actuel, constitue un écran protecteur contre les rayons ultraviolets nocifs.
Ainsi la vie animale et végétale envahit les continents, bénéficiant d’un climat chaud et humide.
– Dans les milieux d’eau douce;

– Sur la terre ferme avec l’apparition de la respiration aérienne.

Les premiers invertébrés terrestres sont des vers, des arachnides (des scorpions), des myriapodes (mille-pattes), des insectes puis des mollusques gastéropodes (les premiers escargots datent du Carbonifère).

Certains poissons à nageoires paires, munis de poumons donnent naissance aux amphibiens. Les premiers reptiles apparaissent bientôt, se libérant encore plus du milieu aquatique (ils pondent leurs œufs sur la terre ferme). L’apparition des premiers mammifères est proche : elle a lieu à la fin du Trias à partir d’un groupe particulier de reptiles : les reptiles mammaliens.

La vie à l’ère secondaire

Trois faits marquants de la vie marine peuvent être cités :

– Le développement considérable des récifs coraliens;
– L’abondance des ammonites qui apparaissent au Trias et disparaissent à la fin du Crétacé;
– La formation de la craie par le développement des coccolithophoridées.

L’ère secondaire est aussi l’ère des grands reptiles, celle de l’apparition des premiers mammifères et des premiers oiseaux (archéoptéryx). Ainsi l’ère secondaire voit l’apparition de groupes importants (mammifères, oiseaux, plantes à fleurs …), l’extinction de nombreux groupes (ammonites, dinosaures …), la mise en place d’écosystèmes complexes, la dissociation des continents.

De grands bouleversements géologiques marquent l’ère tertiaire, en liaison avec la mobilité des plaques : orogenèse alpine, collision Inde-Asie qui donne naissance à l’Himalaya, séparation Amérique – Europe Afrique. Il en résulte des modifications brutales de climats qui bouleversent les peuplements animaux et végétaux.

 

 

Sources géologie bordas