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La Terre, une planète abritant la vie

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Introduction :

La Terre est peuplée de nombreuses espèces vivantes, animales, végétales ou bactériennes. Jusqu’à maintenant, l’exploration d’autres planètes par les sondes et les satellites n’a pas permis de montrer qu’une forme de vie existait ailleurs que sur Terre. Nous pouvons nous demander comment la vie est apparue sur notre planète et pourquoi elle est absente des autres.

Dans ce cours, nous allons voir que la vie ne peut exister sur une planète que si elle possède des caractéristiques particulières. Nous étudierons les débuts de la vie sur Terre et montrerons qu’actuellement, seule notre planète peut accueillir la vie dans le Système solaire. Enfin, nous élargirons notre étude sur les possibilités d’une vie extraterrestre en dehors de notre Système solaire.

Les conditions environnementales indispensables à la vie

Tous les êtres vivants sont constitués d’eau

Si nous analysons la composition des êtres vivants, nous constatons qu’ils sont constitués d’un élément majeur : l’eau.
Ainsi, un être humain est constitué d’environ 65 % d’eau liquide, un animal comme la vache en contient 60 % et un végétal comme le blé en contient 78 %.
En effet, l’eau liquide entre dans la composition des organes mais aussi dans celle du sang, liquide indispensable à la vie pour le transport des nutriments et de l’oxygène dans l’organisme. Elle est également le constituant principal de la sève qui joue le même rôle de transport des éléments vitaux dans les végétaux.

L’eau, élément indispensable à la vie-svt-6e-schoolmouv

D’autre part, l’eau liquide des océans, mers, étangs, lacs constitue le milieu de vie de nombreux êtres vivants.

  • À travers ces exemples, nous voyons bien que l’eau liquide est un élément indispensable à la vie.

Quelles sont les conditions de sa présence ?

La présence d’eau liquide dépend de la température

Nous savons que l’état de l’eau dépend de sa température.

  • Ainsi, en dessous de 0°C, l’eau se présente sous forme solide, c’est la glace.
  • Au-dessus de 0°C et jusqu’à 100°C, elle est liquide.
  • À partir de 100°C, elle se transforme en gaz, la vapeur.

États de l’eau suivant la température-svt-6e-schoolmouv

Sur Terre, seuls les environnements ayant des températures comprises entre 0°C et 100°C peuvent contenir de l’eau à l’état liquide. Différents milieux terrestres, des plus froids (banquise au Groenland, désert de Sibérie) aux plus chauds (désert du Sahara), offrent cet intervalle de températures. La température moyenne de notre planète est d’ailleurs estimée à 15°C. L’eau peut y exister à l’état liquide et la vie a donc pu se développer en différents endroits.

Alors voyons comment notre planète a pu réunir les conditions permettant la présence d’eau liquide à sa surface.

La Terre est dans la zone habitable du Soleil

Nous savons que la Terre reçoit la chaleur de l’astre solaire. Plus on est proche d’une source de chaleur, plus la température est élevée, plus on en est éloigné, plus la température est basse.

  • Ainsi, les différentes planètes du Système solaire présentent des températures qui dépendent de leur distance au Soleil.

Mercure Vénus Terre Mars
Distance moyenne du Soleil (en km) 57 900 000 108 200 000 149 600 000 227 900 000
Température moyenne à la surface +169°C 470°C 15°C -63°C

Mercure et Vénus, qui sont plus proches du Soleil que la Terre, présentent des températures moyennes plus élevées, dépassant les 100°C. Si elle est présente, l’eau se trouve donc sous son état gazeux.

Mars au contraire est plus éloignée du Soleil que la Terre et possède une température bien plus basse (-50°C). L’eau y existe donc sous forme solide (glace).

  • Ainsi, la distance au Soleil est une caractéristique indispensable à la présence d’eau liquide, et donc de vie sur une planète.

La Terre se situe à la distance optimale du Soleil, on dit qu’elle se trouve dans la zone habitable du Système solaire. Plus près, il fait trop chaud, plus loin comme c’est le cas pour Jupiter, Saturne Uranus et Neptune, il fait trop froid. Finalement, la Terre est la seule planète présentant des températures comprises entre 0°C et 100°C, qui permettent la présence d’eau sous ses trois états : solide, liquide, gazeux.

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Définition

Zone habitable :

Une zone habitable est une région de l’espace autour d’une étoile où les conditions sont favorables à l’apparition de la vie.

La zone habitable du Système solaire-svt-6e-schoolmouv

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Attention

Vénus a une température plus élevée que Mercure alors qu’elle est plus éloignée du Soleil, mais elle possède une atmosphère, contrairement à Mercure. Vénus a donc une température plus élevée que Mercure grâce à l’effet de serre.

Ainsi, la présence d’une atmosphère permet de retenir la chaleur et donc d’augmenter la température de surface comme le font les vitres d’une serre, c’est l’effet de serre.

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Définition

Atmosphère :

Une atmosphère est une couche de gaz autour d’une planète.

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Définition

Effet de serre :

L’effet de serre est un phénomène de retenue de la chaleur d’une planète par les gaz de l’atmosphère.

Sur Terre, il y a aussi un effet de serre qui permet d’avoir une température moyenne de 15°C. Sans ce phénomène, la température moyenne terrestre serait de -18°C et la vie serait impossible.

Effet de serre sur Terre-svt-6e-schoolmouv

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À retenir

La présence d’eau liquide est une condition indispensable au développement de la vie sur une planète. Elle dépend de sa température moyenne de surface, et donc de sa distance au Soleil, et de la présence d’une atmosphère créant un effet de serre.

L’apparition de la vie sur Terre

À l’origine, il y a 4,5 milliards d’années, la Terre ne présente pas les conditions requises pour accueillir la vie. C’est une énorme boule de magma qui doit refroidir pour avoir une surface solide.

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Définition

Magma :

Le magma est de la roche en fusion à l’état liquide, qui peut contenir des gaz et des éléments solides en suspension.

L’expulsion des gaz de la roche en fusion produit une atmosphère primitive contenant une grande quantité de vapeur d’eau (sous forme gazeuse) et de dioxyde de carbone (CO2)(\text{CO}_2). En refroidissant, cette eau va devenir liquide et former le premier océan terrestre. La température de la planète va devenir favorable à l’apparition de la vie.

Le refroidissement de la Terre-svt-6e-schoolmouv

Vers -3,8 milliards d’années, la première forme de vie naît dans les océans avec les stromatolites, un organisme unicellulaire dont on retrouve des traces fossiles aujourd’hui.

Stromatolites Australie Stromatolites de Shark Bay en Australie

Ces stromatolites très nombreux absorbent le dioxyde de carbone (CO2)(\text{CO}2) en abondance dans l’atmosphère.
Plus tard, vers -3 milliards d’années, les cyanobactéries apparaissent et continuent d’absorber le dioxyde de carbone, comme les plantes vertes, et rejettent de grandes quantités de dioxygène (O2)(\text{O}
2) dans l’atmosphère.

  • Ainsi, la composition de l’atmosphère va changer au cours des temps géologiques pour s’enrichir en O2\text{O}2, et s’appauvrir en CO2\text{CO}2 et vapeur d’eau. Une couche d’ozone va alors pouvoir se former à partir de l’oxygène.

Évolution de la composition de l’atmosphère depuis la formation de la Terre et Production d’O2 par les cyanobactéries-svt-6e-schoolmouv

Des fouilles paléontologiques vont montrer que la vie s’est ensuite développée et a évolué sous des formes diverses dans l’océan. Il y a 500 millions d’années, les premiers êtres vivants pluricellulaires ressemblant parfois à des méduses sont apparus, avec des nouvelles formes de vie utilisant l’oxygène.

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Rappel

Un organisme pluricellulaire comporte plusieurs cellules.

Premières formes de vie pluricellulaire dans l’océan-svt-6e-schoolmouv

Vers -430 millions d’années, grâce à la couche d’ozone protégeant des UV solaires, la vie envahit les continents, d’abord sous la forme de petits végétaux puis sous forme d’animaux ressemblant à des araignées, millepattes ou insectes.

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Définition

UV solaires :

Les UV solaires sont des rayons solaires nocifs pour les êtres vivants.

Apparition de la vie sur les continents-svt-6e-schoolmouv Apparition de la vie sur les continents

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À retenir

La planète Terre s’est formée il y a 4,5 milliards d’années à partir d’une sphère de magma. Présentant des conditions très hostiles à son origine, elle est devenue propice au développement de la vie grâce à son refroidissement qui a permis l’apparition des premières formes de vie dans les océans vers -3,8 milliards d’années.

L’enrichissement en O2\text{O}2 et l’appauvrissement en CO2\text{CO}2 de l’atmosphère terrestre au cours des temps géologiques ont permis le développement de formes de vie diverses dans les océans mais aussi sur les continents.

Conclusion :

Les caractéristiques particulières de la Terre, comme sa distance au Soleil et la présence d’une atmosphère, ont permis la présence d’eau liquide à sa surface et ainsi à la vie de s’y développer. D’après nos connaissances actuelles, elle est la seule planète habitée du Système solaire. Apparues il y a 3,8 milliards d’années, les premières formes de vie ont rapidement évolué passant de l’état unicellulaire à l’état pluricellulaire, et modifiant profondément la composition de l’atmosphère. L’apparition de l’oxygène a permis le passage de la vie des océans vers les continents, avec des formes de vie nouvelles poursuivant leur évolution jusqu’à nos jours. Il est possible que la vie existe sur une planète en dehors du Système solaire à condition qu’elle se trouve dans la zone habitable de son étoile et qu’elle possède de l’eau liquide.