Chapitre 2 - Les conditions de la vie : une particularité de la Terre?

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1 Chapitre 2 - Les conditions de la vie : une particularité de la Terre? I- Les objets du système solaire Activité : Les objets du système solaire (Livre p ) Observations de photos et participation des élèves pour identifier les objets. Objectifs : - Comparer les objets du Système Solaire 1- Définitions des objets du système solaire : Notre système solaire est composé : - d une étoile centrale (le Soleil) qui produit de la chaleur et de la lumière, - de planètes qui possèdent parfois des satellites (Lune) - d astéroïdes (ceinture d astéroïdes entre Mars et Jupiter) - de météorites - de comètes composées de poussières et de glaces - Les planètes, les comètes et les astéroïdes tournent autour du Soleil. Les satellites tournent autour d une planète. Les météorites traversent le système solaire et peuvent percuter des objets. 2- Les groupes de planètes : Au sein des planètes, il existe deux groupes : - les planètes et satellites telluriques formées de roches, proches du soleil, de petite taille et forte densité (Mercure, Vénus, Terre, Lune, Mars). - les planètes géantes ou gazeuses formées de gaz (H, He) éloignées du soleil, de très grande taille et de faible densité (Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune). Rq : Pluton est une planète naine qui est un bloc rocheux de petite taille et qui se serait rattaché au Système Solaire après sa formation.

2 3- Bilan : (à faire à la maison)

3 II- Les conditions de la vie sur Terre TP 4 : Les conditions de la vie sur Terre Capacités et attitudes : - Manifester le sens de la curiosité, de l esprit critique. - Comprendre la nature provisoire du savoir scientifique. - Formuler des hypothèses - Utiliser un logiciel de données - Recenser, extraire et organiser Objectifs : - Envisager les conditions de la vie sur Terre - Envisager la vie sur d autres planètes Problématique : Quelles sont les conditions nécessaires à l établissement de la vie? Matériel : - Votre livre p12 à 19 - Documents 1a, 1b Activités et déroulement des activités Capacités Barème Activité 1 : Les conditions de la vie sur Terre 1- Formulez des hypothèses qui pourraient permettre d expliquer la présence de vie sur Terre. 2- Grâce à votre livre et au document 1, complétez le tableau afin de montrer les groupes de corps étudiés et les états de l eau sur chacun de ces corps. 3- A partir de ce tableau et des documents de votre livre, rédigez un texte scientifique expliquant pourquoi la Terre est une planète unique dans notre système solaire et quels sont les paramètres nécessaires à la vie. Formuler des hypothèses Rédiger un texte scientifique Activité 2 : La vie ailleurs dans le système solaire et dans l univers? (DM Exercice 1) 1- A partir du document 4p19, définissez le terme «Zone d habitabilité». 2- Analysez le document 4p19 et 1p20 afin de justifier pourquoi on recherche la vie sur Mars. 3- Analysez le document 2p20 afin d expliquer pourquoi on envisage l existence de la vie sur Europe bien quelle ne soit pas dans la zone d habitabilité. 4- Analysez les documents 4p21, 2p18 et 4p19 pour identifier des arguments permettant de penser que la vie pourrait exister sur certaines planètes de Gliese 581. Gérer et organiser le poste de travail 5- En fin de séance, rangez le matériel. 1- Hypothèses possibles (à faire formuler aux élèves) : - La présence d eau, la présence d oxygène - La présence d une atmosphère - La température - L éloignement au Soleil (lien avec la température) - Un support solide - La taille / la masse 2-Tableau des caractéristiques des objets du système solaire

4 1- Les paramètres physico-chimiques nécessaires à la vie : La Terre présente des conditions nécessaires à l établissement de la vie : - C est une planète rocheuse (tellurique) qui forme un support pour la vie. - La masse de la Terre est suffisante pour permettre la formation et le maintien d une atmosphère. - Cette atmosphère contient : - Le dioxygène (O 2 ), permettant la respiration (doc 1 p16) - L ozone (O 3 ) qui filtre les UV (UltraViolets) (doc 2 p16) - Le dioxyde de carbone et le méthane qui sont des gaz à effet de serre. (doc 1 p16) - La pression atmosphérique et la température permettent l existence d eau liquide (température) à la surface de la Terre. Exercice (doc 1 p18) : - Donnez les états de l eau sur Terre (pression de 105 Pa et température entre -70 C et +100 C) - Donnez les états de l eau sur Mars (pression 600 Pa et température entre -100 C et +20 C). 2- La zone d habitabilité (doc 4 p19): La zone d habitabilité correspond à une zone de l Univers, autour d une étoile précise et dans laquelle la température est compatible avec l existence de la vie. Les distances encadrant cette zone dépendante de la taille et la masse de l étoile Soleil.

5 III- La vie sur d autres planètes et satellites Les conditions de la vie peuvent être réunies sur divers corps de l Univers sans que l on sache si la vie est présente. C est le cas de : - Mars : la présence d eau liquide n est pas possible en surface mais pourrait être envisageable en profondeur (augmentation de la pression). - Europe (satellite de Jupiter) : satellite rocheux entièrement recouvert de glace qui pourrait abriter un océan sous glaciaire et des sources hydrothermales. - Glièse 581c : une exoplanète située à 20,5 années lumières de la Terre. Cette planète tourne autour de la naine rouge (étoile) Glièse et 2 planètes (Glièse c et d) se situent dans la zone d habitabilité et ont une masse suffisante pour permettre l existence d une atmosphère.

6 L exoplanète Gliese 581c L exoplanète tellurique Glièse 581 c pourrait bien être encore plusfavorable à l apparition et à l évolution de la vie que l'on ne pensait, si l on en croit l astronome Jaymie Matthews de l University of BritishColumbia. En étudiant pendant six semaines l étoile à l aide du télescope spatial canadien MOST, il a constaté que la luminosité intrinsèque de l étoile Glièse 581 restait particulièrement stable, même si l on peut s attendre à des éruptions violentes de temps en temps de la part d une naine rouge de ce type. Le climat sur Glièse c n aurait donc pas subi de modifications importantes en liaison avec des variations de luminosité, même légères, de son étoile. Une condition importante pour permettre à une longue évolution de se produire. On se souvient que l étoile Glièse 581 avait défrayé la chronique en avril 2007 lorsqu une équipe d astronomes de l ESO, comportant entre autres Didier Queloz et Michel Mayor, avait annoncé la découverte d une exoterre baptisée Glièse c se situant dans la zone d habitabilité de cette étoile. Les implications sont énormes car la découverte d une planète susceptible d abriter une forme de vie seulement à 20.5 années-lumière pourrait bel et bien signifier que, statistiquement, ce type d astre et même la vie, n est pas rare dans la Voie Lactée. Matthews et son équipe ont donc décidé d en savoir plus avec le télescope en orbite MOST, qui est l acronyme anglais de Microvariability and Oscillations of Stars. Afin d affiner les estimations de la taille de la planète, ils ont mesuré les petites variations de luminosité se produisant chaque fois que Glièse c éclipsait son soleil tous les 13 jours. Inévitablement, cela les a conduits à surveiller aussi les modifications de la quantité d énergie lumineuse émise par l étoile au cours des 6 semaines qu ont duré les observations. La luminosité intrinsèque de Glièse 581 n a varié que de quelques dixièmes, un résultat remarquable! Bien sûr, il y a encore beaucoup d inconnues concernant le climat sur Glièse c. Il suffit de comparer Vénus et la Terre pour voir que deux planètes de tailles voisines et situées à des distances comparables du Soleil ont acquis un climat complètement différent. Glièse c pourrait tout aussi bien être une planète océan, ou un enfer. D autant plus qu elle est probablement en rotation synchrone avec son étoile du fait des forces de marée gravitationnelles. La planète présenterait donc toujours la même face à son astre. On voit difficilement comment une vie évoluée pourrait alors y survivre. Remarquons toutefois que cette situation, si elle est réalisée, n a probablement pas été établie pendant la majeure partie de l existence de l étoile. Les caractéristiques des naines rouges et les résultats obtenus avec MOST militent pourtant en faveur d une étoile plutôt âgée, avec donc des planètes stables sur leurs orbites depuis longtemps. Qui sait donc ce que la prochaine génération de télescopes en orbite, et dédiés à l astrobiologie, nous révéleront dans peu de temps à propos de Glièse c.

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