TP1 (2ème partie) : La Terre, planète de la vie

Problème : Quelles sont les conditions physico-chimiques expliquant la présence de la vie sur la Terre ?

Activité 1 : Atmosphère ou pas?

Q1 : Ce document présente des arguments qui expliquent la présence ou non d’une atmosphère. Expliquer pourquoi notre planète possède une atmosphère.

Q2 : Discuter la présence de l’atmosphère martienne.

DOC 1 : On peut distinguer deux catégories de planètes ; les planètes internes telluriques et les planètes géantes externes. Cette répartition est simple à comprendre.

Dans un gaz, les atomes ou molécules qui le composent s’agitent en tous sens à grandes vitesses. L’agitation est d’autant plus importante que la température est élevée. Les éléments les plus abondants que sont l’hydrogène et l’hélium dans la nature sont aussi les plus légers et, à une température donnée, ils atteignent des vitesses plus grandes que celles d’atomes massifs.

Près du soleil et à quelques centaines de millions de kilomètres, la température de centaines de degrés a entraîné l’hydrogène à des vitesses supérieures à la vitesse d’évasion du système solaire et ils se sont échappés de ces régions avant même que les planètes n’aient été formées. Les planètes proches du soleil se sont donc agglomérées à partir de matériaux dépourvus d’hydrogène et d’hélium.

Loin du soleil, au contraire, les basses températures de –240 à –140°C n’ont pas permis aux gaz légers de s’évader et la composition des planètes est proche de celle de la nébuleuse de gaz primitive qui est l’ancêtre commun du soleil et des planètes.

DOC 2 : Chaque planète exerce une force d’attraction sur les objets situés à son voisinage. Pour une même molécule  gazeuse, cette force dépend avant tout de la masse de la planète. Pour qu’un objet ou élément puisse quitter la surface d’un autre objet (plus gros que lui), il doit atteindre une certaine vitesse appelée vitesse de libération. Voici quelques-unes de ces vitesses :

– Mercure : 4.3 km/s

– Venus : 10.3 km/s

– Terre : 11.2 km/s

– Mars : 5 km/s

– Jupiter : 59.8 km/s

Activité 2 : L’eau sous quels états?

Graphique expliquant les facteurs contrôlant les états de l’eau

Graphique expliquant les facteurs contrôlant les états de l’eau

 

 

Q1 : Citer les facteurs physiques déterminants l’état de l’eau.

 

Q2 : A l’aide des données suivantes et de celles trouvées précédemment, placer  soit par un point ou un trait les planètes suivantes sur le graphique ci-contre :

– La Terre (pression 105 Pa)

– Mars (pression atmosphérique 10Pa)

– Mercure

 

Q3 : Expliquer pourquoi la présence d’une atmosphère est déterminante pour trouver de l’eau liquide.

 

 

Activité 3 : Quelle est la relation entre température d’une planète et distance au soleil?

Problème : Pourquoi la température décline en s’éloignant du soleil?

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Q1 : Proposer une hypothèse.

Q2 : Imaginer un protocole expérimental permettant d’éprouver l’hypothèse :

  • Schématiser l’expérience,
  • Utiliser le logiciel « Atelier scientifique » afin de réaliser le graphique montrant la relation entre l’intensité lumineuse en fonction de la distance par rapport à la source lumineuse.
  • Traduire par une phrase les résultats obtenus en comparant le graphique obtenu avec celui que vous aviez à faire pour aujourd’hui. Conclure.

Matériel à votre disposition :

  • Sonde luxmètre (mesure l’intensité lumineuse) fixée dans un dispositif statique et reliée à une Interface ExAO.
  • Un mètre ruban
  • Une lampe puissante

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Exercice :

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