Solide Liquide Gazeux Terre Venus Mars

L’eau liquide : condition de la vie sur Terre Correction
La Terre est le seul objet du système solaire à posséder de l’eau liquide.
Elle est également la seule planète du système solaire à abriter la vie.
Quelles sont les conditions nécessaires à la présence d’eau liquide ?
Quelles sont les conditions ayant permis à la vie de se développer sur Terre ?
Objectifs : Exploiter des documents, raisonner, réaliser un schéma de synthèse.
Partie 1 : La Terre : l’eau dans tous ses états.
L’eau existe sous 3 formes : solide, liquide, gazeuse. Mais ces formes ne sont pas toujours présentes dans les astres.
 Doc1 : Démonstration en classe 1. Quels sont les facteurs qui conditionnent l’état de l’eau ? La pression et la température
2. Dans quelles conditions l’eau peut-elle bouillir sur terre à plus ou moins de 100° ?
- Pour que la température d’ébullition diminue il faut que la pression diminue par
exemple en altitude.
- Pour que la température d’ébullition augmente il faut que la pression augmente
par exemple dans les profondeurs de l’océan, ou de la terre ou…dans votre
cocotte minute !!!.
 Document 2 : diagramme pression/température et les différents états de l’eau.
Pression (Pa)
1010−
109 −
108 −
107 −
Solide
Venus
Liquide
6
10 −
Terre
105 −
104 −
103 −
Gazeux
Mars
102 −
Température (°C)
−50
−20
0
+20
+40
+60
+80
+100
440
460
 Document 3: températures et pressions moyennes de quelques planètes.
Température minimale (°C)
Température maximale (°C) Pression moyenne (Pa)
− 88,3
Terre
+ 58
105
Vénus
+ 446
+ 482
107
− 123
Mars
+ 27
102
3. On estime que l’eau à l’état liquide ne peut exister dans le système solaire que dans une gamme très
restreinte de distance au Soleil (comprise entre 0,95 à 1,5 unités astronomiques). Que pouvez-vous en
conclure ?
La Terre est située à 1 UA du soleil, Mars à un peu plus de 1,5 UA, l’eau liquide peut en effet bien exister
sur ces 2 planètes. Dans le cas de Mars, nous possédons des indices qui nous indiquent que l’eau liquide
a existé sur Mars mais les conditions nécessaires ne sont plus aujourd’hui réunies sur cette planète.
NB : on remarque que l’eau gazeuse n’apparaît pas pour la terre sur le graphique. La pression de 105 Pa correspond
à la pression relevée au niveau de la mer.
Partie 2 : La Terre : une atmosphère indispensable.
 Document 4 : courbe tracée à la maison.
Nous avons vu que plus on s’éloigne du soleil plus l’énergie reçue par les planètes diminue.
 Document 5 : températures théorique et réelle sur les planètes telluriques. Exercice 10 page 24
Pression
atmosphérique par
rapport à la pression
atmosphérique
terrestre.
Composition CO2 en
%
Composition N2 en
%
Composition O2 en
%
Composition H2O en
%
Température
moyenne de surface
Température
moyenne
« théorique »
Terre et
Lune
Terre Lune
Mars
Mercure
Vénus
-
92
1
-
1/140
-
96
0,03
-
95
-
3
78
-
5
-
-
20,97
-
-
-
0,1
1
-
traces
140 °C
470 °C
15 °C
- 18
°C
- 50
°C
140 °C
30 °C
- 18
°C
- 18
°C
- 60
°C
1. À l’aide du document 3, comparez les températures de surface théoriques et les températures
réelles mesurées pour les différents éléments cités.
- Ces températures sont égales sur les planètes sans atmosphère (mercure, la Lune) : les plus petites.
- La température réelle est beaucoup plus élevée sur les planètes munies d’une atmosphère importante
(Venus : +440°C, La Terre : +33°C) : les plus grosses.
- La température réelle est un peu plus élevée sur Mars : planète moyenne (+10°C).
On retrouve la relation entre la taille de la planète et la mise en place de l’atmosphère, cette atmosphère
est donc responsable des augmentations de températures constatées.
2. Quel renseignement nous apporte la comparaison entre la Terre et la Lune ?
La Terre et la Lune sont à la même distance du soleil, donc c’est bien la présence d’atmosphère qui
explique l’écart entre la T° théorique et la T° réelle sur terre.
3. Expliquez pourquoi la différence entre la température théorique et la température réelle est plus
ou moins importante suivant la planète.
La densité de l’atmosphère (Vénus : 92 x celle de la terre, écart +440°C, alors que Mars : 1/140x la Terre,
écart + 10°C) et sa composition explique la différence des écarts. En effet l’atmosphère de Venus contient
96% de CO2//0,03% pour la Terre.
Mars possède aussi beaucoup de CO2 mais a une atmosphère très peu dense.
 Document 6 : Evolution des taux de CO2 et d’O2 au cours des temps géologiques.
Depuis sa formation, la Terre a
connu une très forte chute du
taux de CO2 atmosphérique qui
s’est retrouvé piégé dans les
roches calcaires avant même
l’apparition de la Vie
(précipitation de carbonates
chimiques).
Sans cette capture du CO2
certains chercheurs estiment
qu’il ferait nettement plus de
200 °C sur Terre à l’heure
actuelle.
Le dioxygène quant à lui, est
apparu bien plus tard et a
contribué à « l’explosion » des
formes de vie autour du globe.
1. Quelle était la composition de l’atmosphère terrestre lors de sa formation ()?
CO2 : 100000, O2 : 0
2. Comment cette composition a-t-elle évolué ?
Le taux de CO2 a progressivement diminué tandis que celui d’O2a commencé à augmenter il y a 2 GA
pour se stabiliser à 1 il y a 1GA
3. Pourquoi peut-on dire que la formation des roches calcaires a été un des facteurs contribuant à
rendre la vie possible sur Terre ?
La diminution du CO2 atmosphérique a évité que la T° ne soit trop élevée : 200°C ne serait pas une T°
compatible avec l’eau liquide, donc avec la vie.
4. Le dioxygène est-il indispensable à la vie ?
Non, Car celle-ci est apparue () (3,8 GA) avant la présence d’O2 dans l’atmosphère
5. Expliquez son apparition il y a un peu plus de 3,1 milliards d’années.
Il y a 3,1 GA la photosynthèse apparaît,(  ) les végétaux chlorophylliens ont commencé à
produire du O2, et à utiliser du CO2 ce qui a fait de nouveau fait baisser le CO2 atmosphérique.
Bilan du TP3 :
La Terre est située dans la zone d’habitabilité du système solaire, zone où les conditions
de température sont compatibles avec l’existence d’eau liquide, donc de vie.
Cependant si la distance au soleil est idéale, elle n’explique pas, seule, la T° idéale de
15°C.
En effet l’état de l’eau est contrôlée par un autre facteur, la pression qui est liée à la
présence d’une atmosphère et à sa densité. La taille de la Terre lui a permis de libérer des gaz
(dégazage des volcans) qu’elle a pu retenir par gravité pour former une atmosphère
suffisamment dense.
Pression idéale + T° idéale = Eau liquide.
Taille idéale + Distance idéale au soleil = eau liquide.
Cependant, il semble que la composition de l’atmosphère joue un rôle important. C’est la
diminution du CO2, liée aux activités géologiques puis à l’apparition de la photosynthèse qui a
permis d’atteindre la T° idéale de 15°C.
Bilan du TP3 :
La Terre est située dans la zone d’habitabilité du système solaire, zone où les conditions
de température sont compatibles avec l’existence d’eau liquide, donc de vie.
Cependant si la distance au soleil est idéale, elle n’explique pas, seule, la T° idéale de
15°C.
En effet l’état de l’eau est contrôlée par un autre facteur, la pression qui est liée à la
présence d’une atmosphère et à sa densité. La taille de la Terre lui a permis de libérer des gaz
(dégazage des volcans) qu’elle a pu retenir par gravité pour former une atmosphère
suffisamment dense.
Pression idéale + T° idéale = Eau liquide.
Taille idéale + Distance idéale au soleil = eau liquide.
Cependant, il semble que la composition de l’atmosphère joue un rôle important. C’est la
diminution du CO2, liée aux activités géologiques puis à l’apparition de la photosynthèse qui a
permis d’atteindre la T° idéale de 15°C.
Bilan du TP3 :
La Terre est située dans la zone d’habitabilité du système solaire, zone où les conditions
de température sont compatibles avec l’existence d’eau liquide, donc de vie.
Cependant si la distance au soleil est idéale, elle n’explique pas, seule, la T° idéale de
15°C.
En effet l’état de l’eau est contrôlée par un autre facteur, la pression qui est liée à la
présence d’une atmosphère et à sa densité. La taille de la Terre lui a permis de libérer des gaz
(dégazage des volcans) qu’elle a pu retenir par gravité pour former une atmosphère
suffisamment dense.
Pression idéale + T° idéale = Eau liquide.
Taille idéale + Distance idéale au soleil = eau liquide.
Cependant, il semble que la composition de l’atmosphère joue un rôle important. C’est la
diminution du CO2, liée aux activités géologiques puis à l’apparition de la photosynthèse qui a
permis d’atteindre la T° idéale de 15°C.