Après avoir pris connaissance des documents suivants, répondre aux questions suivantes qui permettront d'expliquer la façon dont le dioxygène atmosphérique a été produit au cours des temps géologiques.
Comparaison de la composition de l'atmosphère primitive et de l'atmosphère actuelle
Des traces géologiques
- Les dépôts de fer rubané, formations sédimentaires marines, sont composés d'oxydes de fer qui donnent la couleur rouge à ces roches. Ils indiquent la présence d'\ce{O2} dans l'eau.
- L'uraninite est un minéral soluble dans l'eau oxygénée. Sa présence dans des dépôts détritiques des fleuves datés de -3,5 à -2,2 milliards d'années indique l'absence ou une trop faible présence d'\ce{O2} dans l'atmosphère terrestre pendant cette période.
- Les couches rouges riches en oxydes ferriques formées en milieu continental, dont les plus anciennes sont datées de 2 milliards d'années, révèlent la présence d'\ce{O2} atmosphérique à cette époque.
Les cyanobactéries photosynthétiques
Les stromatolites sont des formations calcaires résultant de l'activité de cyanobactéries.
Les cyanobactéries sont des bactéries photosynthétiques également appelées « algues bleues ».
Le bilan de la photosynthèse peut s'écrire :
6 \ce{CO2} + 6 \ce{H2O} + \text{Énergie lumineuse} \ce{->} \text{Glucides} + 6 \ce{O2}
Quel adjectif peut s'appliquer de manière pertinente à l'atmosphère primitive ?
L'atmosphère primitive est dépourvue de dioxygène : elle est dite « anoxique ».
Que montre la présence de fers rubanés entre -3,5 et -2 Ga environ ?
Les fers rubanés sont produits par une oxydation du fer en milieu océanique : du dioxygène est alors présent.
Que montre la présence des couches rouges à partir de -2 Ga environ ?
Les couches rouges témoignent d'une oxydation du fer en milieu continental, donc au contact de l'air atmosphérique. Celui-ci contient donc du dioxygène.
Que montre la présence stromatolithes à partir de -3,5 Ga environ ?
Les stromatolithes résultent de l'activité de cyanobactéries. Le principe d'actualisme permet de penser que des stromatolithes datant de -3,5 Ga témoignent de la présence de bactéries photosynthétiques à cette période.
Que produisent les cyanobactéries lorsqu'elles sont présentes, c'est-à-dire à partir de -3,5 Ga environ ?
Les cyanobactéries, par la photosynthèse, sont productrices de dioxygène et de glucides.
Pourquoi le dioxygène produit par les cyanobactéries à partir de -3,5 Ga n'apparaît-il pas dans l'atmosphère à cette période ?
Les cyanobactéries, par la photosynthèse, sont productrices de dioxygène, mais ce dernier oxyde le fer océanique et précipite sous la forme d'oxydes de fer (= fers rubanés).