enseignement scientifique (terminale) · Chapitre 1 · Exercice de TD
La courbe du dioxygène et la vie
L'atmosphère terrestre et la vie · niveau 2
Énoncé
On utilise la figure donnant la teneur reconstituée de l'atmosphère en dioxygène. 1. Quelle est, à l'ordre de grandeur près, la teneur en dioxygène il y a milliards d'années ? il y a milliard d'années ? aujourd'hui ? 2. Par quel facteur la teneur a-t-elle été multipliée lors de la Grande Oxydation ? lors de la seconde marche ? 3. L'enveloppe d'incertitude est-elle de même largeur partout ? Pourquoi ? 4. L'explosion cambrienne, apparition rapide de nombreux groupes d'animaux, suit de peu la seconde marche. Peut-on en conclure que la montée du dioxygène a causé l'explosion cambrienne ?
Corrigé
1. Il y a Ga : environ , c'est-à-dire une trace absolument négligeable — un million de fois moins qu'aujourd'hui. Il y a Ga : de l'ordre de , avec une incertitude allant d'environ à . Aujourd'hui : , valeur mesurée.
2. Grande Oxydation : de environ à environ, soit un facteur . Seconde marche (entre et Ga) : de à environ , soit un facteur . La première marche est donc, en facteur, bien plus spectaculaire que la seconde — ce que le graphique montre immédiatement grâce à son échelle logarithmique, et que cacherait une échelle ordinaire.
3. Non : l'enveloppe est très large pour les périodes anciennes (plusieurs ordres de grandeur) et se resserre vers le présent. La raison est simple : plus on remonte, moins il subsiste de roches, plus les indices sont indirects, et plus les hypothèses interprétatives pèsent. Une courbe de reconstitution sans enveloppe d'incertitude doit toujours éveiller la méfiance.
4. Pas de la seule lecture du graphique. Une succession temporelle n'est pas une causalité : deux évènements peuvent se suivre par coïncidence, ou avoir une cause commune. Ce qui permet ici d'aller plus loin, c'est l'existence d'un mécanisme identifié : la respiration aérobie fournit environ quinze fois plus d'énergie par molécule de glucose que la fermentation ; et la synthèse du collagène, protéine indispensable aux tissus de soutien des animaux, exige du dioxygène. Un animal de grande taille, mobile et prédateur est donc énergétiquement impossible dans une atmosphère pauvre en dioxygène. La montée du dioxygène est ainsi une condition permissive — elle lève un verrou — sans être à elle seule une explication complète, d'autres facteurs (génétiques, écologiques, climatiques) étant invoqués.
Corrélation et causalité.
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