Chapitre 1 : Qu est ce que l air qui nous entoure? Plan : 1. Qu est ce que l atmosphère terrestre? 2. De quoi est constitué l air qui nous entoure? 3. Qu est ce que le dioxygène? a. Le dioxygène dans la respiration humaine b. Le dioxygène dans la photosynthèse 4. Qu est ce qu une pollution atmosphérique? a. L effet de serre et la pollution atmosphérique b. Qu est ce que l ozone? c. Les effets des pollutions Cours : 1. Qu est ce que l atmosphère terrestre? Etude documentaire : L atmosphère terrestre L atmosphère terrestre est une couche d'air qui entoure la Terre sur une épaisseur moyenne de 600 km environ. L air de l'atmosphère se raréfie à mesure que l'altitude augmente. On distingue dans l'atmosphère cinq couches d'altitudes différentes : La troposphère: Cette couche instable et turbulente, d'épaisseur moyenne 15 km, contient les trois quarts de l'air atmosphérique qui permettent la vie sur Terre. Elle est le siège des phénomènes météorologiques. Si la Terre était une pomme, la troposphère aurait l'épaisseur de la pelure. La vie sur la Terre dépend étroitement de cette mince pellicule gazeuse. La stratosphère: C'est là que se trouve la couche d'ozone. Cette couche sert de bouclier protecteur en empêchant la majorité des rayons ultraviolets (UV) d'atteindre la surface de la Terre et de nous brûler. La mésosphère: Cette couche est caractérisée par sa température qui diminue rapidement jusqu'à - 90 C. La thermosphère et l'ionosphère: Dans ces zones, les températures sont très élevées et peuvent atteindre plus de 2 000 C. 1
Questions : 1. Qu est ce que l atmosphère terrestre? Ou se situe t elle? L atmosphère terrestre est une enveloppe d air de faible épaisseur qui entoure la Terre. 2. Comment est divisée l atmosphère terrestre? Cette atmosphère est constituée de plusieurs couches concentriques superposées : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l ionosphère. Elles ont des épaisseurs et des compositions différentes. 3. Comment appelle t on la couche dans laquelle nous vivons? Que contient-elle d essentiel? Nous vivons dans la troposphère. Cette couche contient l air atmosphérique que nous respirons. Les autres couches ne contiennent pas assez d air pour que nous puissions respirer. 4. Quelle est l épaisseur de la couche de l atmosphère dans laquelle nous vivons? La troposphère a une épaisseur d environ 15 km. 5. Comment appelle t on la couche protectrice des UV? La couche qui est sert de bouclier vis-à-vis des rayons UV est la stratosphère. Cette protection se fait grâce à l ozone. 6. Dans la troposphère, comment varie la température en fonction de l altitude? Plus on monte en altitude dans la troposphère et plus la température diminue. Elle peut atteindre environ 56 C à 15km d altitude. 2. De quoi est constitué l air qui nous entoure? L air est un mélange gazeux constitué de plusieurs corps purs gazeux. Composition de l air (en volume) : 78 % de diazote 21 % de dioxygène 1 % d autres gaz : vapeur d eau, dioxyde de carbone, gaz rares (Argon, Néon, Xénon, Krypton), ozone, Composition de l'air (en volume) Diazote Dioxygène Autres gaz Calcul des secteurs angulaires : Diazote : (78 x 360) / 100 = 281 Dioxygène : (21 x 360) /100 = 75 Autres gaz : (1 x 360) /100 = 4 ou 360 281 75 = 4 En règle générale, on considère que l air est constitué de 80% de diazote et 20% de dioxygène. On considère que les autres sont présents mais en quantité trop peu importante pour être significatif. 2
3. Qu est ce que le dioxygène? L air contient du dioxygène. Le dioxygène est un gaz. Il est indispensable à toutes vies terrestres (animale et végétale). a. Le dioxygène dans la respiration humaine Document : Compositions de l air lors de la respiration humaine (inspiration et expiration) Gaz de l air Air inspiré Air expiré Diazote 78% 78% Dioxygène 21% 16% Dioxyde de carbone 0,034% 4,1% Au cours de la respiration, le taux de diazote reste constant (78%). La quantité de dioxygène diminue tandis que celle de dioxyde de carbone augmente considérablement (+4%) Lors de la respiration, du dioxygène est consommé et du dioxyde de carbone est produit. Le dioxygène consommé est utilisé pour faire fonctionner les organes du corps. Il est acheminé par les globules rouges situés dans le sang. b. Le dioxygène dans la photosynthèse Le dioxygène est également un élément vital pour la vie végétale. Lors de la photosynthèse, en présence de lumière, les plantes consomment du dioxyde de carbone atmosphérique pour produire du dioxygène. C est la photosynthèse qui permet la conversion d une partie du dioxyde de carbone que nous produisons en dioxygène. C est pour cette raison que les grandes forêts sont considérées comme des poumons. Il est indispensable de les préserver. La nuit, en absence de lumière, les plantes respirent. Elles consomment une faible partie de dioxygène et produisent du dioxyde de carbone. 4. Qu est ce qu une pollution atmosphérique? Par ses activités, l Homme modifie la composition de l air atmosphérique et engendre des pollutions. Les rejets industriels et les rejets automobiles sont les principales sources de dégradation de l atmosphère. Certains phénomènes naturels, comme les éruptions volcaniques, peuvent également contribués à modifier la composition de l air. Les différents rejets produisent des gaz ou des fumées qui ont des conséquences néfastes sur l environnement et sur la santé humaine. Une fumée est formée de petites particules solides en suspension dans l air. Un gaz est transparent et bien souvent invisible. Les particules d une fumée sont visibles. 3
a. L effet de serre et la pollution atmosphérique Etude documentaire : L effet de serre et la pollution atmosphérique Questions : 1. Citer trois sources de polluants produits par les humains. L industrie, le chauffage, les transports, l agriculture, l éclairage constituent les principales sources de polluants atmosphériques par les humains. 2. Quel est le pourcentage du rayonnement solaire qui traverse effectivement l atmosphère terrestre? Seul 50% du rayonnement solaire traverse l atmosphère terrestre. 3. Pourquoi le rayonnement émis par la Terre ne peut il pas entièrement s évacuer vers l espace? Quel est le nom de ce phénomène? Le dioxyde de carbone et le méthane constituent un bouclier et empêchent le rayonnement infrarouge de qui quitter. Cela a pour effet une élévation de la température que l on nomme Effet de serre. 4. Quels sont les principaux gaz responsables de la pollution atmosphérique? Les oxydes d azote, les oxydes de soufre, le dioxyde de carbone, le méthane, l ozone sont les principaux polluants produits par les humains. 5. Quels sont les principaux gaz responsable de l effet de serre? Le dioxyde de carbone et le méthane sont les principaux gaz responsable de l effet de serre. L effet de serre est nécessaire à la vie sur Terre mais il ne faut pas qu il soit trop important. L augmentation du phénomène de l effet de serre a pour conséquence une élévation de la température moyenne terrestre et par conséquent des dérèglements environnementaux parfois difficile à prévoir. Afin de réduire cette élévation de température, il devient urgent de prendre des mesures afin de réduire les émissions de dioxyde de carbone et de méthane. Certains pays ont pris conscience de ce phénomène et ont signé un traité (Traité de Kyoto) afin de prendre des mesures de limitation d émission. Mais cela ne pourra fonctionner que si l ensemble des pays participent. A ce jour les Etats-Unis et l Australie n ont toujours pas signé ce traité. b. Qu est ce que l ozone? L ozone est un gaz présent dans l atmosphère terrestre. L ozone est présent naturellement dans la stratosphère et protège des rayons UV. Il a un effet bénéfique. 4
L ozone peut également être produit par certaines activités humaines et reste au niveau de la troposphère. Mais dans ce cas, il est nocif car il peut entrainer des gènes respiratoires si la teneur est trop importante. c. Les effets des pollutions Les fumées et les gaz toxiques peuvent engendrer différents symptômes sur l être humain si les concentrations sont trop importantes : Troubles respiratoires (bronchiolites, rhino-pharyngites, ). Baisses de la capacité respiratoire. Troubles oculaires. Dégradations des défenses de l organisme. Effets cancérigènes Les pollutions n agissent pas que sur l être humain, elles ont également des effets sur la végétation et sur les matériaux. Documentations sur http://www.airparif.asso.fr/ 5