Activité 2 : Trace de vie et fers rubanés

Activité 2 : La première trace de vie sur Terre

• Les stromatolithes sont des structures calcaires qui se développent en milieu aquatique peu profond.
• Les cyanobactéries, des bactéries photosynthétiques, vivent à la surface de ces structures et les construisent.
• L'âge des stromatolithes de Pilbara (Australie) est estimé à 3,5 milliards d'années (Ga).
• Les stromatolithes actuels se trouvent dans la baie de Shark Bay (Australie).

Activité 2 : Les fers rubanés

• Les fers rubanés sont des roches sédimentaires contenant des oxydes ferriques (Fe2O3).
• Ils se sont formés entre -4 et -2,2 milliards d'années (Ga).
• Leur formation indique la présence de dioxygène.
• Les échantillons présentent des bancs rouges de silice avec des traces d'hématite et des bancs gris d'hématite.

Oxydation du fer

• Le fer dissous sous forme d'ions Fe2+ dans les océans indique un milieu non oxydant (absence d'oxygène).
• L'oxydation des ions Fe2+ en ions Fe3+ peu solubles, qui précipitent, indique un milieu oxydant.
• La sédimentation des ions Fe3+ forme des fers rubanés.
• Le dioxygène atmosphérique se répand dans l'atmosphère après la consommation totale du fer marin.
• Le fer précipite ensuite directement sur les continents.
• Les équations chimiques montrent les étapes de l'oxydation du fer.

Pistes de travail

• L'origine du dioxygène est liée à la vie (cyanobactéries).
• Les stromatolithes sont des bioconstructions formées par les cyanobactéries.
• La consommation de dioxygène est liée à la respiration dans des conditions sans lumière.
• La chute du dioxygène est liée à l'ajout d'ions ferreux (Fe2+).
• L'hématite (Fe2O3) est le précipité d'oxyde ferrique.
• Les équations décrivent l'oxydation du fer par le dioxygène.

Activité 3 : L'histoire du dioxygène sur Terre

• Les indices géologiques (roches sédimentaires et fossiles) permettent de reconstituer l'histoire du dioxygène sur Terre.
• Les poudingues sont des roches sédimentaires contenant des galets arrondis.
• La pyrite (FeS2) et l'uraninite sont instables en présence de dioxygène.
• Les roches rouges riches en oxydes de fer (red beds) apparaissent à partir de -2 milliards d'années (Ga).
• Développement de la faune entre -2,5 et -0,54 milliards d'années (Ga).
• Le taux de dioxygène était de 10,9% vers -0,815 Ga).
• L'évolution de la teneur en dioxygène atmosphérique est documentée.
• Début du développement des forêts tropicales entre -0,36 et -0,3 Ga.

Activité 4 : L'ozone : un rôle protecteur

• L'ozone est un gaz mineur de l'atmosphère terrestre qui joue un rôle protecteur majeur.
• L'ozone se situe dans la stratosphère (de 15 à 35 km).
• La photosynthèse est la source majeure de dioxygène.
• La respiration est le principal puits de dioxygène.
• Les échanges de dioxygène entre atmosphère et biosphère sont équilibrés.
• La teneur en dioxygène atmosphérique est stable et équilibrée.