PLANETE TERRE. Gilles CHAZOT. Responsable du module

Transcription

1

2 PLANETE TERRE Gilles CHAZOT Responsable du module Laboratoire Domaines Océaniques IUEM Place Copernic Plouzané Tél:

3 QUEL EST L AGE DE LA TERRE? Dater la Terre Dater les météorites

4 Le décompte des générations dans la Bible : Quelques milliers d années

5 Le refroidissement de la Terre de Kelvin : Entre 20 et 400 millions d années

6 Salinité des océans, épaisseur des sédiments: Des estimations très variables

7 Dater la Terre Dater les météorites Surtout les chondrites! 4,56 milliards d années

8 Age de la Terre: Age des plus anciennes roches connues sur Terre:

9 Les plus vieux minéraux : zircons de Jack Hills, Western Australia (4400 milions d années)

10 CE QU IL FAUT RETENIR: - Il est difficile d obtenir l âge de la Terre. - La Terre a le même âge que les météorites. -Tout le système solaire s est formé il y 4,56 milliards d années. - Les plus vieilles roches sur Terre ont 3,8 Ga. - Les plus vieux zircons sur Terre ont 4,4 Ga.

11 ORIGINE ET EVOLUTION DE L ATMOSPHERE TERRESTRE

12 Composition actuelle de l atmosphère: N 2 : 78.1% O 2 : 20.95% CO 2 : 0.035%

13 Quelle est l origine de l atmosphère: Volcanisme?

14 Les océans sont tombés du ciel

15 Evolution de l atmosphère au cours du temps

16 CE QU IL FAUT RETENIR: - L atmosphère de la Terre est principalement constituée d azote et d oxygène. -Les gaz rejetés par les volcans ont une composition différente de celle de l atmosphère - Les météorites ont fortement participé à la formation de l atmosphère -L atmosphère terrestre a évolué au cours du temps - L oxygène est apparu tardivement

17 Evolution du climat sur Terre Outils Paramètres

18 Les isotopes de l oxygène: calcul des paléotempératures des océans 18 O R Echantillon R R S tan dard S tan dard x1000 (en ) Avec R= 18 O/ 16 O t o c 0, ,9 4,2 c w c w Avec c = 18 O carbonate w = 18 O eau en équilibre avec le carbonate

19 Autres outils: Données minéralogiques: Gypse, halite, sylvite, latérite, bauxite, Données biologiques: Exigences climatiques de certaines espèces (ex: coraux) Données physiques: Moraines, roches striées,

20

21 Excentricité de l orbite Période: ans Obliquité de l orbite Période: ans

22 Précession des équinoxes: Période: ans

23

24 BRUEGEL ( )

25

26

27 Travail de terrain sur des roches de la période allant de 700 à 500 Ma

28 Différentes localités: toujours la même succession

29 Dropstones: témoins de la dérive des glaces

30 Comparaison entre des dépots précambriens et des dépots glaciaires actuels

31 Hypothèse de la Terre englacée ou Snowball Earth

32 Les isotopes de C et O montrent que la vie a presque totalement disparue durant ces épisodes de Terre englacée

33 Comment sortir d un épisode de Terre englacée? Merci les volcans!

34 CE QU IL FAUT RETENIR: - On dispose d outils pour reconstituer les climats du passé. - Le climat sur Terre a évolué constamment depuis 4,56 Ga. - A certaines périodes de son histoire, la Terre a été entièrement (ou presque) recouverte de glace.

35 Où en est la recherche aujourd hui? - Beaucoup de recherche sur l âge de formation des différents objets du système solaire (Lune, Météorites,..). - Recherche des roches les plus anciennes, et des traces de la composition de l atmosphère primitive. - Beaucoup de recherches sur les climats passés, pour mieux comprendre l évolution actuelle du climat et son influence sur le fonctionnement de la planète Terre.

36 Origine de la vie: En 1648, Jean-Baptiste Van Helmont, chimiste et médecin écrivait: «pour se procurer des souris il n est que de comprimer une chemise de femme, un peu sale de préférence, dans un vase garni de froment»

37 : Oparine et Haldane: Théorie de la soupe primitive 1953: Stanley Miller: synthèse abiotique de molécules organiques

38 Synthèse de molécules organiques de plus en plus complexes

39 Quelques grandes questions: Ancètre commun unique? Formation des premières molécules organiques? Formation de membranes? Reproduction des molécules organiques - acides nucléiques?

40 Où la vie est-elle apparue?

41 Les oasis des profondeurs

42 LUCA? Last Universal Common Ancestor

43

44 Isua, Gröenland, 3,8 Ga Akilia, Gröenland, 3,8 Ga

45 Pilbara, Australie, 3,5 Ga: Premiers vrais fossiles?

46 Origine de la vie: 3.8 milliards d années? Premiers vrais fossiles: 3.5 milliards d années?

47 Nouvel examen détaillé: La controverse!

48 Les preuves irréfutables n arrivent qu à partir de 3 milliards d années avec les stromatolithes

49

50 Quelques grandes questions: Origine des eucaryotes? Origine des métazoaires?

51 Origine des eucaryotes: beaucoup d hypothèses, peu de certitudes

52 Cyanobactéries et acritarches 2000 Ma 750 Ma 750 Ma 750 Ma 750 Ma 900 Ma

53 Origine des eucaryotes Données paléontologiques et horloges moléculaires Paléontologie: Augmentation de la taille et apparition de l ornementation des acritarches vers 1600Ma

54 Horloges moléculaires: Deux événements de transfert génomique vers 2700 et 1800Ma

55 Origine des métazoaires

56 Kimberella Premier métazoaire fossilisé 555 Ma

57 Formation de Doushantuo (Chine) Embryons de métazoaires Organismes pluricellulaires

58 Age de cette formation? De 635 à 555 Ma Les métazoaires ont sans doute plus de 600 Ma

59 Printemps 2010: Découverte de nouveaux fossiles au Gabon. Age: 2,1 Ga

60 Ces organismes sont sans doute des métazoaires

61

62 Quel rôle jouent les facteurs climatiques?

63 Plusieurs événements de glaciation, d âge et d intensité discutés

64 CE QU IL FAUT RETENIR: -Apparition de la vie peut-être dès 3,5 3,8 Ga, plus surement vers 3 Ga. - Apparition des eucaryotes vers 1,6 Ga, mais sans doute bien avant. -Apparition des métazoaires vers 1 Ga, peut-être même dès 2,1 Ga. - Les épisodes de Terre englacée ont peut-être permis d accélérer l évolution et la diversification du vivant.

65 Où en est la recherche aujourd hui? - Recherche de traces de vie dans les roches les plus anciennes. -Expérimentation en laboratoire pour créer des molécules complexes dans un milieu ressemblant à la Terre primitive. - Recherche de fossiles pour dater les grands événements de l évolution de la vie sur Terre. - Recherche de traces de vie sur mars pour mieux comprendre les mécanismes qui permettent à la vie d apparaitre.