L'objectif de cet exercice est de comprendre comment l'eau liquide a pu apparaître sur Terre et permettre ainsi le développement de la vie.
Diagramme des phases de l'eau
Les éléments relargués lors du bombardement météoritique
Les éléments relargués lors du dégazage primitif 150 Ma après la formation de la Terre
Quelles sont les conditions permettant à l'eau d'être à l'état liquide ?
Au début de son histoire, la Terre a subi un intense bombardement météoritique. Sachant que la température de la Terre était supérieure à 2 000 °C, sous quelle forme était l'eau issue du bombardement ?
Afin de pouvoir répondre à la question, on peut regarder le diagramme des phases de l'eau. Sachant que la température en surface était supérieure à 2 000 °C, l'eau était sous forme gazeuse.
Peu après la formation de la Terre, le dégazage du manteau primitif a relargué certains élements dont l'eau. Sachant que la température de la Terre était supérieure à 2 000 °C , sous quelle forme était l'eau ?
Afin de pouvoir répondre à la question, on peut regarder le diagramme des phases de l'eau. Sachant que la température en surface était supérieure à 2 000 °C, l'eau était sous forme gazeuse.
Comment, grâce à l'apport des bombardements météoritiques et du dégazage primitif, peut-on former de l'eau liquide ?
D'après le diagramme des différents états de l'eau, on constate que le point critique pour le passage de l'eau gazeuse à liquide est égale à 374°C et 221 bars. Ainsi, pour obtenir de l'eau liquide, il faut une température inférieure ou égale à 374°C, et une supérieure ou égale à 221 bars.
Sachant qu'en Australie, les scientifiques ont retrouvé des cristaux de zircon (datés de -4,4 Ga) qui contiennent des isotopes d'oxygène suggérant qu'ils se sont formés en présence d'eau liquide. Que cela signifie-t-il durant les premiers 200 millions d'années de l'histoire de la Terre ?
La compréhension du passage de l'eau à l'état vapeur vers l'eau à l'état liquide nécessite d'identifier le point critique sur le diagramme de phase de l'eau. Une fois ce point critique identifié, on remarque que pour obtenir de l'eau liquide, il faut « passer vers la gauche » de ce point, c'est-à-dire avoir une température inférieure ou égale à 374 °C et une pression inférieure ou égale à 221 bars.
D'après le document 1, pour une température de 200 °C, l'eau est liquide à 1013,25 bars.