Terminale Thème 1 Activité 2 : Les modifications de l’atmosphère.

L’apparition de l’oxygène. Chapitre 1

Compétences travaillées : Exploiter l’information utile. Raisonner, argumenter scientifiquement

Il y a 4 milliards d’années, l’atmosphère était dépourvue de dioxygène. Aujourd’hui cette molécule représente 21% de

sa composition.

Quels sont les mécanismes qui ont permis une modification de la composition de l’atmosphère ?

Partie 1 : A la découverte des stromatolites (durée : 15 min)

Consigne 1 : En exploitant l’ensemble des documents fournis, expliquez quelle est l’origine du

dioxygène qui s’est accumulé dans l’atmosphère terrestre à partir de -2.4 Ga.

Document 1 : Photographie représentant des

structures trouvées dans l’état du Wyoming,

Etats unis. Ce sont des structures en forme de

boule vues en coupe ici. Des structures

similaires trouvées en Australie sont datées

de -3,5 Ga. Elles constituent les premières

traces de vie sur la Terre. (Photo de James St.

John)

Si on étudie une lame mince de cette

structure on découvrira un fossile (photo B)

qui ressemble étrangement à une espèce

actuelle (photo A).

Document 2 : Des structures particulières : Les Stromatolites

(source : Hachette modifié)

Partie 2 : A la découverte des BIF (durée : 20 min)

A partir de l’exploitation des documents, répondre aux questions suivantes :

1 - Relever ce qu’est l’hématite et quelle est la condition nécessaire pour sa formation.

2 - Ajuster les équations-bilans des réactions 1 et 2 de l’oxydation des ions ferreux. En cas de difficulté, utilisez l’aide

méthodologique.

3 - Expliquez pourquoi l’absence de BIF sur Terre entre -2.4 Ga et aujourd’hui est un témoin de l’enrichissement de

l’atmosphère en dioxygène.

Document 1 : Que sont les BIF (Banded Iron Formation) ?

L’hématite est un oxyde de fer, c’est-à-dire une molécule constituée d’un ensemble d’atomes de fer

et d’atomes d’oxygène. En milieu aérien, elle est présente dans la rouille, qu’elle colore en rouge. Sa

formule chimique est Fe2O3. En milieu aquatique, l’hématite se forme par oxydation des ions ferreux

Fe2+, une réaction chimique nécessitant la présence de dioxygène. Cette réaction est en fait

constituée de deux réactions chimiques qui se succèdent (réaction 1 puis réaction 2).

Fe2+ + HO- + H2O + O2 -> Fe(OH)3

Fe (OH)3 -> Fe2O3 + H2O

Document 2 : L’origine de l’Hématite.

On peut parfois remarquer ces étranges formations rocheuses. On

les appelle des BIF ou fers rubanés. Les bandes rouge foncé sont

constituées d’Hématite, aussi appelée oxyde de fer. Les bandes

claires sont constituées de silice. Bien qu’aujourd’hui visibles sur les

continents ces structures se sont formées dans les océans.

La datation montre que ces structures sont âgées de -3,5 à -2,4 Ga.

On n’en a jamais retrouvé de plus jeunes.

Réaction 1 : Oxydation du Fe (II) en

Fe(III)

Réaction 2 : Formation de l’oxyde de fer (III) des

fers rubanés (déshydratation de l’hydroxyde de

fer).