Cours 5 : Histoire de la Terre

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Cours de 1ere année de Sciences de la Terre à l'Université Claude Bernard Lyon 1

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Cours 5 : Histoire de la Terre

  1. 1. La Terre Partie 2 : Histoire de la Terre
  2. 2. La semaine prochaine : Classe inversée sur la tectonique des plaques
  3. 3. Claire L. Evans
  4. 4. Berkeley edu 1.Différentiationdesenveloppes
  5. 5. Quelle enveloppe est formée le plus tôt ? A. Le manteau B. Le noyau C. La croûte continentale D. L’atmosphère E. L’océan
  6. 6. Le règne de Hadès Science & Vie 1.Différentiationdesenveloppes
  7. 7. Ou comment expliquer la structure en enveloppes des planètes telluri 1.Différentiationdesenveloppes
  8. 8. Comment expliquer les différences chimiques des enveloppes de la T JP Bourseau. 1.Différentiationdesenveloppes
  9. 9. 1.Différentiationdesenveloppes
  10. 10. Fe et Ni sont tombés au fond par percolation, les autres matériaux migrent vers la surface  ségrégation par différence de densité. Individualisation du noyau < 30 Ma. Actuellement, plusieurs millions de tonnes de Fe cristallisent chaque jour et tombent au centre du noyau pour constituer la graine. 1.Différentiationdesenveloppes
  11. 11. 1.Différentiationdesenveloppes
  12. 12. Ce zircon est le plus vieil élément terrestre connu Valley (2006) D’après Nutman (2006) Zircons de Jack Hills (4.4 Ga) Image environ 200 μm de diamètre 4.4 Ga 1.Différentiationdesenveloppes
  13. 13. Martin et al. (2006) La dégazage de l’atmosphère La condensation des océans 4.537 Ga Très rapide !!! Probablement < 400 Ma T<1300°C (proto-croûte et refroidissement) 1.Différentiationdesenveloppes
  14. 14. Yuichiro Ueno Yuichiro Ueno Rivière Acasta Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d’Acasta 4.06 Ga 1.Différentiationdesenveloppes
  15. 15. Hawkesworth et Kemp (2006) Stabilisation des continents… et l’enregistrement géologique devient possible… 2 2 1 1 3 3 1.Différentiationdesenveloppes
  16. 16. D’après Valley (2006) Distribution des roches de plus de 2.5 Ga 1.Différentiationdesenveloppes
  17. 17. D’après Schopf (1999) Impacts > 250 km  vaporise tous les océans Vie pérenne possible qu’à partir de 3.9 Ga 3.9 Ga 4.537 Ga Impact  Lune Black-cat-studios Le bombardement météoritique 1.Différentiationdesenveloppes
  18. 18. Manteau Primitif (MP) Noyau (N) Manteau Noyau atmosphère croûte Chondrites = informations sur la composition de la Terre globale. Noyau différencié < 50-100 Ma.Terre différenciée avec une croûte. atmosphère 1.Différentiationdesenveloppes
  19. 19. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  20. 20. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp ?
  21. 21. Gravité vs. Viscosité 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  22. 22. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  23. 23. Augmente en s’éloignant ~ origine externe Augmente en se rapprochant ~ origine intern 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  24. 24. Comment générer un champ magnétique ? • L’intérieur de la planète = aimant ? 1. Les matériaux perdent leur aimantation au dessus de 600- 1000°C 2. La température interne des planète dépasse 1000°C à partir de ~100km de profondeur Alors comment fait-on ? 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  25. 25. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  26. 26. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  27. 27. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  28. 28. Un conducteur en mouvement • Silicates = ISOLANT ! • Métaux = CONDUCTEUR ! 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  29. 29. 3.L’histoiredelavie
  30. 30. 3.L’histoiredelavie
  31. 31. Localité de North Pole Groupe de Warrawoona (Formation Dresser, 3,490 Ga) (Craton de Pilbara; NW Australie) Les plus vieux stromatolites 3.L’histoiredelavie
  32. 32. Sur Terre Théorie d’Oparine (1924) du monde minéral… …obtenir des molécules organiques simples (matière prébiotique) : Acide cyanhydrique (HCN) et formaldéhyde (HCHO) http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre La théorie de la soupe primitive 3.L’histoiredelavie
  33. 33. Schopf (1999) Expérience de Miller (1953) Un ballon avec un mélange gazeux soumit à l’action d’un arc électrique 3.L’histoiredelavie
  34. 34. Résultats de l’expérience de Miller http://www.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre Acide cyanhydrique (HCN) Formaldéhyde (HCHO) Acides aminés …Reste le problème de la composition de l’atmosphère 3.L’histoiredelavie
  35. 35. Schopf (1999) matière prébiotique molécules organiques complexes ? ? On ne sait pas fabriquer des molécules organiques complexes (ou macromolécules comme les protéines ou acides nucléiques) dans des De la matière prébiotique aux macromolécules 3.L’histoiredelavie
  36. 36. Atomes C, H, O, N Petites molécules H20, CH4, CO2, CNH, etc. Molécules simples Acide aminé, Nucléotide, Glucide, Acide gras Polymères Protéine ADN ARN Cellule MOLECULES PRE-BIOTIQUES = INERTES VIVANT Fabriqués dans les étoiles Fabriqués dans les NUAGES INTERSTELLAIRES OK, mais... composition atmosphère… ? ? 3.L’histoiredelavie
  37. 37. Acides carboxyliques, acides aminés (plus de soixante-dix), bases nucléiques, amines, amides, alcools, etc. Météorite de Murchison (chondrite carbonée ; tombée en 1969 en Australie) 100 tonnes la quantité de grains interplanétaires arrivant tous les jours actuellement à la surface de la Terre 3.L’histoiredelavie Et si la vie ne venait pas de la Terre ?
  38. 38. Craton de Pilbara (Australie) Groupe de Warrawoona Localité d’Apex Chert Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert) 3.465 Ga 11 espèces de microfossiles décrites Archaeoscillatoriopsis disciformis, n. gen., n. sp. (M, holotype) 3.L’histoiredelavie
  39. 39. Brasier et al. (2005) – Prec. Res. 140 Microfossiles se trouvent dans des brêches, à l’intérieur de veines hydrothermales ! Si microfossiles, non-phototrophes (donc pas des cyanobactéries !) 3.465 Ga Les plus vieux microfossiles ? (Apex Chert) 2.L’histoiredelavie
  40. 40. 2.7 Ga Les biomarqueurs (stéranes) Plus anciennes traces d’Eucaryotes Craton de Pilbara Groupe de Hamersley Formation de Roy Hill Brocks et al 1999 2.L’histoiredelavie
  41. 41. Groupe de Roper 1.492 Ga 120µm 2.1 Ga ??? Grippania Tappania 2.7 Ga Biomarqueurs 2.L’histoiredelavie

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