Transformation de la Terre et évolution de la vie

Transformation de la Terre et évolution de la vie

Cette fiche de cours porte sur le chapitre au programme de troisième en SVT : la transformation de la Terre et évolution de la vie. Ce cours doit être maîtrisé si vous êtes candidat libre au Brevet des collèges.

Transformation de la Terre et évolution de la vie

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Depuis sa création, il y a 4,6 milliards d'années, la Terre a subi de nombreux changements qui ont fortement transformé les conditions de vie. L'évolution de la vie et l'histoire de la Terre semblent donc très liées.

I - L'apparition de la vie sur Terre

En comparant les éléments physiques et chimiques présents sur la planète entre sa formation et l'apparition de la vie, il y a 3,5 milliards d'années, nous pouvons rechercher les changements de la Terre propices à l'apparition de la vie.
La Terre s'est formée il y a 4 600 millions d'année par collision et agglomération de poussières, de blocs et de corps célestes semblables aux météorites. Au début de sa formation, la Terre est un amoncellement de matériaux en fusion et les chutes de météorites sont très fréquentes. Par dégazage, la Terre primitive forme une enveloppe gazeuse, l'atmosphère primitive.
Le refroidissement de la partie superficielle de la Terre permet la formation d'une croûte externe solide, la condensation de la vapeur d'eau en eau liquide forme les océans. Les chutes de météorites sont beaucoup plus rares. Le refroidissement se poursuit, la vie apparait dans l'eau de mer quand la température de celle-ci ne dépasse pas 90°. Les premières bactéries apparaissent et créent des roches bombées, les stromatolites.
Les stromatolites
 
L'examen des stromatolites permet de comprendre leur création. Ce sont des couches de calcaire déposées par des cyanobactéries. Les stromatolites actuels sont édifiés par des bactéries du groupe des cyanobactéries. Ces cyanobactéries fabriquent leur matière organique en utilisant du dioxyde de carbone. Elles contiennent des pigments chlorophylliens et produisent du dioxygène par exposition à la lumière. Les cyanobactéries ont donc été les producteurs fondamentaux de dioxygène, ce qui va permettre son apparition dans l'eau puis dans l'air. Ceci va graduellement transformer la composition de l'atmosphère.
Ensuite, l'ozone étant un gaz qui se forme à partir de dioxygène, la présence de dioxygène dans l'atmosphère va déboucher sur la création de la couche d'ozone.
Les changements des conditions de vie sur la planète grâce au dioxygène produit par les cyanobactéries vont permettre dans un premier temps la diversification de la vie en milieu marin. Par la suite, le passage du dioxygène dans l'atmosphère et la mise en place de la couche d'ozone qui filtre les rayons ultraviolets nocifs vont permettre l'apparition de la vie sur les continents vers -450 millions d'années.

II - Evénements géologiques et évolution de la vie

Des crises majeures de la biodiversité, qui ont marqué l'histoire de la vie, ont modifié son évolution.
La crise de la biodiversité la plus connue, qui s'est produite entre le secondaire et le tertiaire, transforma de façon profonde l'agencement des environnements et eut de ce fait une action considérable sur le déroulement de l'évolution. En effet, il y a 65 millions d'années, on observe la destruction d'un large panel d'êtres vivants, sur terre et sous l'eau.
Nous devons donc trouver ce qui a causé cette crise.
De nombreuses théories ont été testées, mais deux phénomènes géologiques majeurs paraissent aujourd'hui admis par la communauté scientifique :
  • Première hypothèse : la chute d'une énorme météorite
Un cratère de 200 Km de diamètre a été découvert au Mexique, datés de 65 Ma, indique la chute d'une énorme d'un corps céleste. On estime la taille de la météorite à 10km de diamètre, soit un volume de 785km 3. La puissance libérée à l'impact est de 5.10 9 celle libéré par la bombe atomique d'Hiroshima.
  • Deuxième hypothèse : un volcanisme intense
En Inde, il a été découvert des roches volcaniques, dont l'entassement pouvait atteindre 2400m, sur une superficie qui couvrirait la France, ce qui certifie un épisode volcanique soutenu il y a -65 Ma. On évalue à plus de 10 9 mégatonnes la masse des fragments de laves solides qui ont été projetés dans l'atmosphère. L'épisode volcanique a duré entre 700 000 et 1 000 000 d'années.
Ces évènements peuvent engendrer de nombreuses conséquences sur l'environnement :
Les effets de l'impact d'une météorite seraient une nuit profonde pendant plusieurs mois, à cause des milliers de km 3 de matériaux de toutes tailles, dispersées tout autour de la Terre, des incendies planétaires, et une très forte pollution atmosphérique.
Les éruptions volcaniques injectent dans l'atmosphère une telle quantité de poussière que les rayons du soleil ne parviennent presque plus sur Terre. Les plantes vertes privées de soleil meurent, les herbivores, puis les carnivores meurent aussi.
L'histoire de la vie a été marquée par de grandes crises de la biodiversité où se précipite l'évolution. Ces crises de la biodiversité semblent reliées à des épisodes géologiques rares  ayant fortement changé l'environnement et les milieux de vie sur toute la planète.
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