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Résumé du CD-ROM :

ENERGIE POUR LA NATURE

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Ce CD-ROM peut être utilisé à 2 niveaux du programe de SVT :

· " la Terre dans le système solaire ", " Rayonnement solaire et mouvement des enveloppes externes terrestres " et " la biosphère "en Seconde,

· " Les origines de la vie " en Terminale.

· " Les écosystèmes" en Terminale spé bio.

NIVEAU SECONDE (la Terre dans le système solaire):

L’UNIVERS :

Sa naissance :Théorie du Big-Bang ou théorie évolutive=grande explosion chaude ayant début et fin.

Théorie de l’état stationnaire ou création continue=pas de début ni de fin car la matière se recrée constamment selon le principe E=mc²

Le déplacement vers le rouge montre une expansion universelle qui correspond aux 2.Mais l’existance d’une radiation cosmique de fond donne de la valeur à la théorie du Big-Bang.

Sa structure : Après le Big-Bang, il y eu accrétion progressive des quarks, électrons, noyaux, de plus en plus gros, jusqu’aux corps stellaires actuels, accompagnée d’une baisse progressive de température.

Formé de milliards de galaxies, regroupant des corps stellaires gérés par la Loi de Gravitation Universelle. Les étoiles brulent leurs réserves (4Hà He) , évoluent en nova, naine blanche, trou noir.

Son avenir :2 hypothèses existent : celle de l’extinction progressive, ou celle de l’univers palpitant avec retour à la case départ puis nouvelle expansion.

LE SYSTEME SOLAIRE :

Sa naissance :Une agrégation de seconde génération d’amas gazeux s’est produite il y a 5 milliards d’années, formant le soleil. Les planètes se seraient dégagées de sa périphérie à cause de la force centrifuge due à la rotation. Les plus proches sont les plus petites, les plus denses, car soumises à une plus forte gravitation.

Le Soleil : Son noyau produit l’énergie solaire par fusion nucléaire. Dans la zone intermédiaire, l’énergie se propage. Dans la photosphère, les gaz montent, se refroidissent, redescendent, puis recommencent, créant des ondes électro-magnétiques. La chromosphère est lumineuse, très turbulante, avec des tâches, spicules et protubérances, d’où naissent les vents solaires. Enfin, la couronne, mal délimitée, contient des protons, électrons, poussières cosmiques qui tournent autour, n’étant visibles qu’en cas d’éclipse.

L’énergie reçue par la Terre est de 2 cal/cm²/min. C’est la Constante solaire.

Les planètes :Telluriques, puis gazeuses, avec ou sans satellites, elles suivent des orbites éliptyques dans un même plan (à l’exception de Pluton). Sont définis : révolution, rotation, et leurs conséquences sur les rythmes circadiens et saisonniers.

LA TERRE :

Sa formation à froid :Une concentration de matière cosmique à basse température a entrainé une compression du noyau central qui a pu atteidre son point de fusion. L’hypothèse de formation à chaud (gazà magma liquideà croûte solide) est abandonnée.

Sa structure :Le noyau à graine solide est entouré de l’asthénosphère visqueuse sur laquelle repose la lithosphère solide. L’hydrosphère est abondante, l’atmosphère oxygénée.

Son mouvement :Sa rotation lui donne une forme arrondie, un peu aplatie. Elle tourne en sens inverse des aiguilles d’une montre, déviant les masses d’air et d’eau. La Terre est inclinée sur son axe : le jour solaire diffère du jour stellaire. La révolution détermine les équinoxes et solstices.

LES ECOSYSTEMES :

Le biotope : Ses caractéristiques physicochimiques définissent le milieu de vie, conditionnant le choix des espèces qui peuvent s’y implanter

Le flux d’énergie :La source est.l’énergie solaire. Captée et convertie par les végétaux chlorophylliens en énergie chimique grâce à la photosynthèse, elle permet la synthèse de la matière organique, elle assure le fonctionnement de l’organisme. Cette énergie peut être transférée au consommateur avec une forte déperdition à chaque niveau trophique.

Le flux de matière :La chaîne alimentaire a pour point de départ un producteur primaire autotrophe. Celui-ci est consommé par un herbivore, lui-même par un carnivore. Leurs déjections et leur cadavre seront fragmentés par les détritivores puis recyclés en matière minérale par les décomposeurs.

Une pyramide permet de schématiser les différents niveaux trophiques et de visualiser les déperditions à chaque changement de niveau.

L’ATMOSPHERE :

L’évolution de sa composition chimique : L’énergie solaire reçue accélère les particules et expulse les petites molécules H2 et He dans l’espace. L’énergie interne crée par réactions nucléaires et compression gravitaire entraine la fusion partielle du manteau, la remontée des magmas, l’expulsion de gaz volcaniques H2O, CO2. Dans les océans, les algues bleues absorbent le CO2, rejètent l’O2, depuis 2,8 milliards d’années.

Ses différentes couches : Elles sont déterminées en fonction des invertions de température.

 

épaisseur

température

caractéristiques

troposphère

0 à 12km

î -6°/kmà -70°

nuages, précipitations, dus à la rotation, aux variations de pression

stratosphère

12 à 50km

ì par E solaire

O2à O3 par UV

mésosphère

50 à 85km

î jusqu’à -70°

pression très faible

thermosphère

400 à 500km

ì 1500°par cinétique

aurores boréales=champ magnétique terrestre / UV, vent solaire

exosphère

500à1000km

î

échanges de matière avec l’espace, Ceinture de Van Allen


L’ENERGIE :

Sa source :Le soleil émet des ondes électromagnétiques.

Filtrée, absorbée, réfléchie par les différentes couches atmosphériques, selon les longueurs d’ondes

Répartie diférement selon la latitude et les saisons (indice des rayons : 90° à l’équateur / 1°aux pôles), selon la nature de la surface ou l’albédo : à latitude égale, l’eau se réchauffe plus lentement que la terre, et conduit mieux la chaleur ; les sols foncés chauffent plus que les clairs.

à équilibre thermique du au mouvement de convection de l’atmosphère et l’hydrosphère ; sinon l’équateur grillerait et les pôles seraient encore plus froids.

Altérée actuellement :
1)
L’effet de serre augmente : les IR sont retenus par les molécules de CO2, H2O, CH4, composés souffrés augmentés par les activités humaines. Ceci serait compensé par un refroidissement lent du globe.
2)Le trou dans l’ozone : O3, toxique pour l’homme, arrête les UV. O3 se dissocie en O2 sous l’action des CFC (ChloroFluoroCarbones) des bombes aérosols et des circuits de refroidissement des réfrigérateurs. Un premier trou est apparu au Pôle sud en 1975, puis en Australie, Europe, Amérique.

 

NIVEAU TERMINALE :

LA VIE :

Née : (1ière hypothèse) dans le cosmos ; peu crédible car les molécules organiques résistent mal aux radiations sidérales ; de plus elle transfert le problème !
(2ièmehypothèse) sur terre, dans la " soupe primitive " des océans. La matière minérale est devenue organique sous l’influence des violentes décharges électriques qui parcouraient l’atmosphère primitive. L’expérience de Miller permet d’obtenir des acides aminés, des nucléotides, à partir du mélange gazeux primitif.

Elle a transformé l’atmosphère : L’atmosphère primitive était réductrice : H, puis des gaz volcaniques CH4, H2O, NH3 l’ont enrichi. Son refroidissement a entrainé le passage de la vapeur d’eau à l’eau océanique. Enfin, les êtres vivants ont émis d’autres gaz : N2, O2. L’atmosphère est maintenant oxydante.

Les unicellulaires furent hétérotrophes, puis autotrophes, capables de photosynthèse anaérobie puis aérobie. Les espèces s’adaptent par sélection naturelle, se diversifient par mutation.

L’ATP est universel : transfert d’énergie entre toutes les espèces.