Cours 5 : Histoire de la planète

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Cours de géosciences, L1 Université Claude Bernard Lyon 1

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Cours 5 : Histoire de la planète

  1. 1. La Terre Partie 2 : Histoire de la Terre
  2. 2. Vous préparer les vidéos de la classe inversée à A. 0% B. 30% C. 60% D. 100%
  3. 3. La classe inversée vous permet de mieux assimiler le cours A. Tout à fait d’accord B. D’accord C. Pas d’accord D. Pas du tout d’accord
  4. 4. La vidéo est suffisante pour moi A. Tout à fait d’accord B. D’accord C. Pas d’accord D. Pas du tout d’accord
  5. 5. Les activités en amphi sont utiles pour moi A. Tout à fait d’accord B. D’accord C. Pas d’accord D. Pas du tout d’accord
  6. 6. Le questionnaire au début du cours est A. Trop long B. Un peu long C. Pas assez long D. Bien trop court
  7. 7. Souhaitez-vous continuer les classes inversée ? A. Oui B. Non C. Pas d’avis
  8. 8. La semaine prochaine : Classe inversée sur la tectonique des plaques
  9. 9. Claire L. Evans
  10. 10. Berkeley edu 1.Différentiationdesenveloppes
  11. 11. Quelle enveloppe est formée le plus tôt ? A. Le manteau B. Le noyau C. La croûte continentale D. L’atmosphère E. L’océan
  12. 12. Le règne de Hadès Science & Vie 1.Différentiationdesenveloppes
  13. 13. Ou comment expliquer la structure en enveloppes des planètes telluri 1.Différentiationdesenveloppes
  14. 14. Comment expliquer les différences chimiques des enveloppes de la T JP Bourseau. 1.Différentiationdesenveloppes
  15. 15. 1.Différentiationdesenveloppes
  16. 16. Sachant que la capacité calorifique des roches est de l’ordre de 1000J/kg/K, quelle énergie faut il pour faire fondre la Terre ? A. ~10^23J B. ~10^27J C. ~10^31J D. ~10^35J
  17. 17. 1.Différentiationdesenveloppes
  18. 18. 1.Différentiationdesenveloppes
  19. 19. 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
  20. 20. 1.Différentiationdesenveloppes
  21. 21. 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
  22. 22. 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
  23. 23. 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
  24. 24. Hawkesworth et Kemp (2006) Stabilisation des continents… et l’enregistrement géologique devient possible… 2 2 1 1 3 3 1.Différentiationdesenveloppes
  25. 25. D’après Valley (2006) Distribution des roches de plus de 2.5 Ga 1.Différentiationdesenveloppes
  26. 26. 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
  27. 27. 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
  28. 28. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  29. 29. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp ?
  30. 30. Gravité vs. Viscosité 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  31. 31. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  32. 32. Augmente en s’éloignant ~ origine externe Augmente en se rapprochant ~ origine intern 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  33. 33. 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
  34. 34. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  35. 35. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  36. 36. 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  37. 37. Un conducteur en mouvement • Silicates = ISOLANT ! • Métaux = CONDUCTEUR ! 2.Démarragedelaconvectionmantelliqueetduchamp
  38. 38. 3.L’histoiredelavie
  39. 39. 3.L’histoiredelavie
  40. 40. Localité de North Pole Groupe de Warrawoona (Formation Dresser, 3,490 Ga) (Craton de Pilbara; NW Australie) Les plus vieux stromatolites 3.L’histoiredelavie
  41. 41. 3.L’histoiredelavie
  42. 42. 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
  43. 43. Schopf (1999) Expérience de Miller (1953) Un ballon avec un mélange gazeux soumit à l’action d’un arc électrique 3.L’histoiredelavie
  44. 44. 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
  45. 45. 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
  46. 46. 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
  47. 47. 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 ?
  48. 48. 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
  49. 49. 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
  50. 50. 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
  51. 51. Groupe de Roper 1.492 Ga 120µm 2.1 Ga ??? Grippania Tappania 2.7 Ga Biomarqueurs 2.L’histoiredelavie
  52. 52. Ce qu’il faut retenir • La différentiation des enveloppes est possible grâce à la fusion des matériaux • Elle est réalisée en très peu de temps (avant la fin de l’Hadéen, sauf peut-être pour la croûte continentale) • La vie semble être présente dans les plus vieilles roches terrestre déjà • Elle s’est développée lentement, s’est diversifiée après l’Archéen avant d’exploser il y a 500Ma.

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