L'atmosphère protège la vie sur Terre en filtrant le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface par la rétention de chaleur (effet de serre) et en réduisant partiellement les écarts de température entre le jour et la nuit.
L'oxygène et l'azote, qui constituent l'air que nous respirons, ont chacun une masse qui est un peu supérieure à un kilo pour un mètre cube, à pression ordinaire. Comme tout corps qui a une masse, l'air subit l'effet de l'attraction terrestre et reste donc prisonnier de notre planète.
La production d'oxygène débute probablement à l'Archéen il y a 3,5 milliard d'années avec l'apparition de procaryotes autotrophes, des cyanobactéries dont les communautés sont à l'origine d'immenses dépôts de carbonates fossiles, les stromatolithes.
En fait, presque tout l'oxygène respirable de la Terre (près de 21 % de l'atmosphère terrestre) provient des océans. Il s'est accumulé dans l'atmosphère grâce à des micro-organismes marins (par exemple cyanobactéries et micro-algues planctoniques) capables de réaliser la photosynthèse.
Contrairement à ce que vous pouvez penser, il y a bien de l'air dans l'espace! Mais cet air est extraordinairement dilué. Ainsi, dans l'air que nous respirons, il y a environ 30 milliards de milliards de molécules d'air (azote + oxygène) par centimètre cube.
Leurs poumons captent de l'oxygène (appelé plus justement dioxygène) quand il est sous sa forme gazeuse. Mais les humains ne peuvent pas utiliser ce même dioxygène quand il est dissout dans l'eau.
En raison de l'extrême rareté de l'oxygène (environ 1,45%) dans l'atmosphère martienne, les scientifiques ont eu tendance à considérer que la planète rouge n'était pas capable de produire des environnements avec suffisamment d'oxygène pour permettre la respiration aérobie.
Ce que nous appelons « air » se compose de…
L'air sec se compose d'environ 78 % d'azote, 21 % d'oxygène et 1 % d'argon. L'air contient également de la vapeur d'eau qui représente entre 0,1 et 4 % de la troposphère. L'air chaud contient généralement plus de vapeur d'eau que l'air froid.
En fait, on pense généralement que la biosphère terrestre prendra fin dans les 2 milliards d'années à venir en raison de la combinaison de la surchauffe et de la pénurie de CO2 due à la photosynthèse. On s'attend à ce que les niveaux atmosphériques d'O2 finissent également par baisser dans un avenir lointain.
Saviez-vous qu'il existait un arbre capable de produire 4 fois plus d'oxygène qu'un arbre classique. Il s'appelle Paulownia Tomentosa (ou Kiri) et s'avère indispensable à la reforestation. Nous avons tous appris la photosynthèse en cours de Sciences Naturelles, cet arbre pourrait en être le champion !
Pour conserver l'atmosphère en place, n'y a pas que la gravité et la pression, il y a les forces électrostatiques, les molécules atmosphériques étant ionisées par intéraction avec le rayonnement solaire et mises en circuit par les lignes de champ magnétique terrestre.
L'atmosphère primitive s'est formée il y a plus de 4 milliards d'années, alors que la Terre se refroidissait et que certains éléments très légers se sont échappés du magma originel pour former l'enveloppe atmosphérique de l'époque, composée essentiellement d'hydrogène et d'hélium.
Les premiers organismes vivants seraient donc apparus sur Terre à peine quelques centaines de millions d'années après la formation de la planète. Les travaux scientifiques contemporains sur les origines de la vie adoptent des approches très diverses, qu'elles soient ancrées dans la biologie, la biochimie ou la chimie3.
L'atmosphère est si mince qu'on peut se représenter son épaisseur relativement à la Terre comme la pelure d'une pomme relativement à l'ensemble du fruit. C'est la force d'attraction de la Terre qui retient l'atmosphère autour du globe.
– notre planète est entourée d'une atmosphère gazeuse d'une centaine de kilomètres d'épaisseur ; – parmi les gaz qui composent cette atmosphère, il y a de l'oxygène. Dans l'espace, il n'y a rien du tout, ni atmosphère ni oxygène. Personne ne peut donc y respirer.
Le vent solaire est assez différent du vent terrestre car il se compose de particules polarisées qui sont éjectées de l'atmosphère du Soleil. Par contre, le vent planétaire est lui semblable au vent solaire et est composé de gaz.
L'oxygène est généralement le premier élément convoité dans la recherche des exo planètes car il est nécessaire à l'apparition de la vie. Saturne et Jupiter sont également des géantes gazeuses qui contiennent de l'oxygène sous forme combinée, comme le méthane et l' eau lourde.
Le champ magnétique qui fait office de bouclier en déviant les particules du vent solaire est lui aussi dépendant de la rotation de la Terre. Si celle-ci s'arrêtait de tourner, ce champ magnétique s'évanouirait et nous nous retrouverions exposés à des radiations mortelles.
C'est le phénomène de l'effet de serre naturel. Sans cet effet de serre, la température à la surface de la Terre serait de -18°C et la vie, si elle s' y avérait possible, serait fort différente.
Ce sont les océans. Pour deux raisons : c'est là que vit le phytoplancton, ou plancton végétal, formé de minuscules algues. Celui-ci constitue une biomasse bien plus importante que celle des forêts. C'est lui le premier producteur d'O2 et recycleur de CO2.
L'air inspiré pénètre par la bouche et le nez puis traverse la trachée qui se ramifie en bronches et bronchioles jusqu'aux sacs alvéolaires. Trachée et bronches sont des conduits comportant des anneaux cartilagineux facilitant le transport de l'air. L'air expiré suit le même trajet, mais en sens inverse.
L'atmosphère protège la vie sur terre : ▪ elle absorbe le rayonnement solaire ultraviolet ; ▪ elle réchauffe la surface de la terre par la rétention de chaleur (effet de serre) ; ▪ elle réduit les écarts de température entre le jour et la nuit. L'air contient un gaz indispensable à la vie : le dioxygène (O2).
Les bactéries (aéro)anaérobies peuvent respirer d'autres molécules que le dioxygène. En effet, leurs chaines respiratoires peuvent utiliser d'autres molécules (en tant qu'accepteur terminal d'électrons). Certaines bactéries peuvent ainsi respirer du fer (Fe3+), des nitrates (NO3-) ou diverses molécules organiques.
Quoi qu'il en soit, cette annihilation de l'atmosphère a vaporisé environ 90 % de l'eau de la surface martienne, laissant la vapeur d'eau à la merci du rayonnement ultraviolet et transformant par la même occasion Mars en un monde déshydraté.
Mars est aujourd'hui un monde désolé, balayé par les tempêtes de poussières, et plus aride que les déserts terrestres. Les températures moyennes, bien inférieures à 0°Celsius, et la faible pression atmosphérique, 6 hectopascals en moyenne, interdisent la présence d'eau liquide à sa surface.