Embed Size (px)
Citation preview
La TerrePartie 2 : Histoire de la Terre
Claire L. Evans
Berkeley edu
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Quelle enveloppe est formée le plus tôt ?
A. Le manteau
B. Le noyau
C. La croûtecontinentale
D. L’atmosphère
E. L’océan
Le règne de Hadès
Science & Vie
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Ou comment expliquer la structure en enveloppes des planètes telluriques ?1
. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Comment expliquer les différences chimiques des enveloppes de la Terre ?
JP Bourseau.1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
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. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
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. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
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. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Yuichiro Ueno
Yuichiro Ueno
Rivière Acasta
Orthogneiss avec des enclaves de roches ultramafiques
Les plus vielles roches terrestres… les gneiss d’Acasta
4.06 Ga1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Hawkesworth et Kemp (2006)
Stabilisation des continents…
et l’enregistrement géologique devient possible…
2
2 1
1
3
3
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
D’après Valley (2006)
Distribution des roches de plus de 2.5 Ga
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
D’après Schopf (1999)
Impacts > 250 km vaporise tous les océans
Vie pérenne possible qu’à partir de 3.9 Ga3.9 Ga
4.537 Ga Impact Lune
Black-cat-studios
Le bombardement météoritique
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
Manteau
Primitif (MP)
Noyau (N)
Manteau
Noyau
atmosphèrecroûte
Chondrites =
informations sur la
composition de la
Terre globale.
Noyau différencié < 50-100 Ma.Terre différenciée
avec une croûte.
atmosphère
1. D
iffé
ren
tiati
on
de
s e
nve
lop
pe
s
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
?
Gravité
vs.
Viscosité
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
La convection est possible parceque
A. Le manteau estliquide
B. Le noyau chauffe le manteau
C. Les forces liées à la gravité sont bien plus fortes que les frottements
D. Il faut évacuer la chaleur par les volcans
Augmente en s’éloignant ~ origine externe
Augmente en se rapprochant ~ origine interne
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
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. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
Un conducteur en mouvement
• Silicates = ISOLANT !
• Métaux = CONDUCTEUR !
2. D
ém
arr
ag
e d
e l
a c
on
ve
cti
on
ma
nte
lliq
ue
et
du
ch
am
p m
ag
né
tiq
ue
Il y a un champ magnétique sur Terre car
A. Le noyau est un aimant
B. Le noyau estaimanté
C. Le noyau estconducteur
D. Le noyau est un conducteur en mouvement
3. L
’his
toir
e d
e la
vie
3. L
’his
toir
e d
e la
vie
Localité de North Pole
Groupe de Warrawoona
(Formation Dresser, 3,490 Ga)
(Craton de Pilbara; NW Australie)
Les plus vieux stromatolites
3. L’h
isto
ire
de
la
vie
Sur TerreThéorie
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
’his
toir
e d
e la
vie
Schopf (1999)
Expérience de Miller
(1953)
Un ballon avec un
mélange gazeux soumit
à l’action d’un arc
électrique
3. L
’his
toir
e d
e la
vie
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
’his
toir
e d
e la
vie
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
conditions prébiotiques
De la matière prébiotique aux macromolécules
3. L
’his
toir
e d
e la
vie
AtomesC, H, O, N
Petites
moléculesH20, CH4, CO2,
CNH, etc.
Molécules
simples Acide aminé,
Nucléotide,
Glucide,
Acide gras
PolymèresProtéine
ADN
ARN
Cellule
MOLECULES PRE-BIOTIQUES = INERTES VIVANT
Fabriqués
dans les
étoilesFabriqués
dans les NUAGES
INTERSTELLAIRES
OK,
mais...
composition
atmosphère…
??
3. L
’his
toir
e d
e la
vie
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
’his
toir
e d
e la
vie
Et si la vie ne venait pas de la Terre ?
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
’his
toir
e d
e la
vie
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
’his
toir
e d
e l
a v
ie
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
’his
toir
e d
e l
a v
ie
Groupe
de
Roper
1.492 Ga
120µm
2.1 Ga ???
Grippania
Tappania
2.7 Ga
Biomarqueurs
2. L
’his
toir
e d
e l
a v
ie
Ce qu’il faut retenir…
• Comment passer de l’inerte au vivant
• La formation de l’atmosphère, des océans et des continents
• L’évolution précoce de la Terre et de la vie
• Les premières traces (directes ou indirectes) de vie
