Séance 3 préparatoire

Travail à faire avant le TP à la maison:

• Recopier sur une nouvelle feuille de séance (présentation):

- la problématique,

- le titre de la séance.

• Faire la question du commentaire.

La Terre est une planète où l'eau est présente sous ses 3 états et en particulier sous forme liquide.

Séance 3: La température de surface d'une planète

Problématique:

Pourquoi une vie extra-terrestre est-elle possible ?

Pourquoi la température de la Terre n’est pas celle attendue ?

Mise en situation et recherche à mener

Les derniers relevés de température effectués par la sonde américaine LRO à la surface de la Lune confirment que cet astre pourrait abriter les coins les plus glacés du système solaire. Dans certains cratères, les zones qui ne reçoivent jamais la lumière du Soleil tombent à des températures record de -238°C, selon les chercheurs qui opèrent le « thermomètre » de LRO, le Diviner Lunar Radiometer Experiment. Par comparaison, il fait -120°C dans les nuages de Jupiter, -193°C dans ceux d’Uranus. La surface d’Encelade (satellite de Saturne) est à -201°C, celle de Io (satellite jovien) à -143°C… La Lune subit de très fortes disparités de températures, puisque dans les régions équatoriales et aux latitudes moyennes il fait plus de 100°C le jour et -183°C la nuit. Les zones d’ombres des cratères du pôle sud étaient soupçonnées depuis longtemps de battre tous les records de froidure. Le « devin » de la sonde LRO en apporte une confirmation, affirment les chercheurs de la Nasa et de l’Université de Californie. Ces points froids pourraient abriter des réserves de glaces d’eau ou d’autres composés qui intéressent l’Homme dans son projet d’installation d’un avant-poste sur la Lune . Pour déterminer la température à la surface de la Lune, l’instrument Diviner travaille dans l’infrarouge (avec un large spectre) : plus la surface est chaude, plus les radiations émises dans l’infrarouge sont intenses. Ainsi les températures lunaires les plus froides comme les plus chaudes peuvent être mesurées. LRO, lancé en juin dernier, n’est qu’en phase de test et de rodage. Les données de Diviner vont donc continuer à tomber : l’instrument doit fournir 24 cartes thermiques de la Lune par an.

http://www.astronoo.com/fr/articles/crateres-de-la-lune.html

On cherche à déterminer les paramètres qui peuvent modifier la température de surface d’un objet céleste.

I) Commentaire argumenté

À partir du document proposé, montrez que la vie peut se développer sur Terre dans des milieux extrêmes.

Document 1: Conditions extrêmes de la vie sur Terre

Dans les parties du monde où les températures ambiantes sont proches du point de congélation de l'eau, la plupart des organismes doivent faire face à la menace de mort que représente le gel. Les bactéries psychrophiles ont su s'adapter à cet environnement en modifiant leurs protéines et la composition de leurs membranes. De par leurs propriétés uniques, ces micro-organismes ont un immense potentielbiotechnologique. Leur étude nous conduit à nous interroger sur les conditions qui ont permis l'apparition de la vie sur Terre.

On peut classer les organismes selon leur milieu de prédilection. Ainsi, les espèces thermophiles sont celles qui résistent aux fortes températures (jusqu'à 100 °C), alors que les mésophiles sont adaptées aux températures moyennes (entre 20 et 40 °C) et les psychrophiles à des températures inférieures à 20 °C. Ces distinctions sont bien sûr en partie arbitraires. En effet, la psychrophilie ou la thermophilie peut être plus ou moins marquée, et il existe des organismes - appelés psychrotrophes - qui sont capables de croître à la fois à des températures moyennes et à des températures basses. Néanmoins, pour tout micro-organisme, il existe une température maximale et une température minimale au-delà desquelles il ne peut plus vivre. Et cette gamme de température dépasse rarement 40 °C.

Si 20 °C est la température maximale de croissance d'un psychrophile, quelle est la limite vers les basses températures ? La température minimale est plus difficile à préciser car l'arrêt de croissance est alors très lent et il est techniquement difficile de faire la différence entre une cellule qui se divise très lentement (en une à deux semaines) et une cellule qui a arrêté de se multiplier. Néanmoins, les psychrophiles ne semblent pas capables de croître en deçà de 12 °C.

Où vivent-elles ? Notre biosphère est dans l'ensemble assez froide. Les eaux océaniques qui en constituent la plus grande partie ont des températures qui avoisinent 2-3 °C dès que l'on descend au-dessous de 100 mètres. Les calottes polaires, les glaciers et tous les biotopes froids où la température estivale ne dépasse pas les 15 à 20 °C (comme le sol de la toundra sibérienne dont la température tombe à 5 °C dès 5 à 10 cm de profondeur) sont les habitats naturels des psychrophiles... Mais comment ces micro-organismes peuvent-ils survivre à des températures aussi basses ? Cela suppose d'abord qu'ils soient capables de maintenir l'eau à l'état liquide au-dessous du point de congélation. Bien sûr, de nombreuses réactions chimiques ou enzymatiques se poursuivent in vitro à des températures plus basses encore, mais la vie active exige la présence d'eau liquide.