Fossile ou minéral ?

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (première), chapitre 7 — Une diversité de sources d'énergie utilisables par l'Humanité

Énoncé

Un laboratoire analyse quatre échantillons carbonés et mesure leur $δ^{13} C$ ainsi que la présence éventuelle de biomarqueurs :

Échantillon	$δ^{13} C$ (‰)	Biomarqueurs
A --- roche noire feuilletée	$- 26$	stéranes, hopanes, porphyrines
B --- roche blanche tendre	$- 1$	aucun
C --- gaz recueilli dans un marais	$- 65$	aucun
D --- liquide visqueux noir	$- 29$	stéranes, porphyrines

1. Attribuer à chaque échantillon une origine probable. 2. Quel critère est le plus décisif pour A et D ? 3. Pourquoi C a-t-il une valeur si négative ? 4. Un contradicteur soutient que le pétrole a une origine non biologique : que lui répondre ?

Corrigé

1. A : un schiste bitumineux, roche mère riche en matière organique. B : un calcaire, dont le carbone provient de carbonates marins — origine minérale ou biominérale, mais non photosynthétique. C : du méthane produit par des micro-organismes dans les sédiments du marais. D : du pétrole brut.

2. Les biomarqueurs, et parmi eux les porphyrines. Ces molécules dérivent de la chlorophylle : leur seule origine connue est photosynthétique. Le $δ^{13} C$ à lui seul serait moins concluant, car il définit une plage, pas une signature unique.

3. Parce que la production biologique de méthane fractionne les isotopes une seconde fois, après la photosynthèse : les micro-organismes méthanogènes utilisent préférentiellement les molécules déjà appauvries en carbone $13$ . Deux fractionnements successifs conduisent à des valeurs bien plus négatives que celles de la matière organique de départ.

4. Qu'il faut alors expliquer trois faits d'un coup : la présence systématique de biomarqueurs strictement biologiques, la signature isotopique identique à celle des végétaux, et la localisation exclusive dans des bassins sédimentaires avec une maturité qui croît avec la profondeur. L'hypothèse abiotique n'explique aucun des trois. Elle a été sérieusement discutée — par Mendeleïev, puis par Thomas Gold — et elle a été écartée sur ces bases. Un débat clos n'est pas un débat interdit : il est clos parce qu'un camp a produit les preuves et l'autre non.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.