L’atmosphère terrestre est un mélange formé de gaz présents en différentes concentrations et de particules diverses. Ce mélange est retenu autour de la Terre grâce au champ gravitationnel de cette dernière. La nature des gaz composant l’atmosphère ainsi que leur importance relative confèrent à celle-ci son caractère unique dans le système solaire, son rôle de premier plan dans l’apparition et le maintien de la vie sur Terre.
Toutefois, il est intéressant de constater que l’atmosphère terrestre a permis l’apparition et le maintien de la vie, mais qu’en retour, la présence de la vie a fortement altéré la composition de l’atmosphère. À titre d’exemples, la photosynthèse des végétaux a permis à une grande partie du gaz carbonique (jadis présent en grande quantité) d’être transformée en oxygène, constituant qui, jusqu’alors, était présent en faible pourcentage. Le mécanisme photosynthétique se poursuivant encore aujourd’hui, l’oxygène a gagné en importance relative et est devenu le deuxième gaz en importance dans l’atmosphère après l’azote.
L’activité humaine contribue aussi à modifier la composition de l’atmosphère en y accroissant, par émission, l’importance de certaines substances (ex : le gaz carbonique) et en y injectant de nouvelles (ex : les chlorofluorocarbones dits CFC).
Voici un diagramme présentant quelques gaz constituant l’atmosphère terrestre ainsi que leur importance en pourcentage.
N.B. Le pourcentage d’eau étant variable, l’importance des gaz à effet de serre peut fluctuer dans ce diagramme.
Quelques gaz constituants de l’atmosphère
Nom du gaz Formule moléculaire Importance relative
(en %)
Principaux gaz consituants Azote N2 78
Oxygène O2 21
Gaz inertes Argon Ar 0,93
Néon Ne 0,0018
Krypton Kr 0,000114
Xénon Xe 0 à 0,000087
Gaz à effet de serre Vapeur d’eau H2O 0 à 4
Gaz carbonique CO2 0,033
Oxyde d’azote N2O 0,00005
Ozone O3 0 à 0,00001
Couches atmosphériques
Les gaz composant l’atmosphère sont distribués de façon non-uniforme dans les quatre couches principales de l’atmosphère soit, en partant du sol, la troposhère, la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère. Ces couches sont caractérisées par plusieurs propriétés physiques comme la pression, la température, la densité et la présence de divers gaz.
Variation de l’altitude, de la température et de la pression en fonction des couches atmosphériques
La presque totalité de la masse atmosphérique se retrouve dans la troposphère et la stratosphère: 75% se trouve en dessous de 15 km et 99%, en dessous de 30 km. De plus, l'ozone, quoique présent en traces un peu partout dans l'atmosphère, se concentre en une couche, la couche d'ozone qui se trouve dans la stratosphère, à environ 25 km d'altitude.
La couche d’ozone est une couche protectrice de plusieurs kilomètres dont l’épaisseur varie sur toute sa surface. Les équations chimiques suivantes décrivent la formation de la molécule d’ozone.
O2 + rayons UV => O + O + Energie
O + O2 => O3
L’intensité des rayons solaires rend la formation et le maintien des multiples liens à la base de la formation des molécules organiques particulièrement ardus. En effet, les molécules se dissocient lorsqu’elles entrent en collision avec les photons. La couche d’ozone filtre une partie des rayons ultraviolets du Soleil. Sa formation, 1,5 milliard d’années après la formation de la Terre, soit il y a 3 milliards d’années, a permis le développement de la vie sur notre planète. Il est à noter que les premiers organismes marins sont apparus avant, protégés des rayons ultraviolets par l’eau.
