Deux spectres qui se recouvrent

Exercice supplémentaire · niveau 2 · enseignement scientifique (terminale), chapitre 1 — L'atmosphère terrestre et la vie

Énoncé

On utilise la figure superposant les spectres d'absorption de l'ozone et de l'ADN et les éclairements solaires. 1. Relever la longueur d'onde du maximum d'absorption de l'ozone, puis celle de l'ADN. 2. À partir de quelle longueur d'onde l'éclairement solaire devient-il non nul au niveau du sol ? Relier cette valeur au spectre de l'ozone. 3. Un rayonnement de $250 nm$ arrive-t-il au sol ? Un rayonnement de $350 nm$ ? 4. Les UV-A ne sont pratiquement pas absorbés par l'ozone. Faut-il en conclure qu'ils sont inoffensifs ? 5. Rédiger en trois phrases la conclusion que l'on peut tirer de la superposition de ces deux spectres.

Corrigé

1. L'ozone présente son maximum vers $255 nm$ , l'ADN vers $260 nm$ . Les deux valeurs sont pratiquement confondues à l'échelle du graphique.

2. L'éclairement au sol devient non nul vers $290 nm$ et croît rapidement ensuite. Cette valeur correspond à la zone où l'absorption de l'ozone s'effondre : au-dessous, l'ozone absorbe si fortement que rien ne passe ; au-dessus, il devient transparent.

3. $250 nm$ : non, ce rayonnement est intégralement absorbé, par l'ozone et, plus haut encore, par le dioxygène lui-même. $350 nm$ : oui, l'ozone ne l'absorbe pratiquement pas et l'éclairement au sol y est déjà important.

4. Non, et c'est une erreur fréquente. « Non absorbé par l'ozone » signifie « parvient au sol », ce qui est le contraire de rassurant. Les UV-A sont moins énergétiques que les UV-B, donc moins directement mutagènes pour l'ADN, mais ils pénètrent plus profondément dans la peau, y produisent des espèces chimiques réactives, accélèrent le vieillissement cutané et contribuent au risque de cancer. La couche d'ozone ne protège pas d'eux : seuls les vêtements, l'ombre et les crèmes solaires le font.

5. Par exemple : « L'ozone stratosphérique absorbe le rayonnement ultraviolet précisément dans le domaine où l'ADN est le plus vulnérable, entre $240$ et $300 nm$ . Il en résulte qu'aucun rayonnement de longueur d'onde inférieure à $290 nm$ n'atteint la surface de la Terre. La protection des êtres vivants contre les effets mutagènes du Soleil tient donc à la coïncidence entre deux spectres — l'un chimique, l'autre biologique. »

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

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