Partie 1 - La formation de la Terre dans l’Univers
Document 1a. La nucléosynthèse primordiale
La nucléosynthèse primordiale a lieu lors des premières minutes de l’existence de
l’Univers. Les protons et les neutrons apparaissent puis s’assemblent pour former
les premiers noyaux d’hydrogène et d’hélium, suivant les réactions suivantes :
1H+ 1
0
1n →1H
2
1H+ 2
1
1H→2He 3
2He+
3
2
3He → He+2 2
4
1H
1
Puis rapidement, l’espace se dilate, entrainant la chute de la température et
l’éloignement des noyaux formés. La formation de noyaux plus lourds devient
impossible. L’Univers est alors formé de 90% de noyaux d’hydrogène et de 10% de
noyaux d’hélium, cette composition reste figée pendant quelques centaines de
millions d’années, jusqu’à ce que les premières étoiles apparaissent.
Document 1b. La nucléosynthèse stellaire
Les travaux menés par Hans Bethe vers 1935 expliquèrent comment l’oxygène
pouvait se former dans les étoiles par le cycle dit « carbone-oxygène-azote »
Extrait du cycle « Carbone-Azote-Oxygène » :
6C+ 12
1
1H→ 7N
13
7N
13 → 6C+ 13
1n
0
6C+ 13
1
1H→ 7N
14
7N+ 14
1
1H→ 8O
15
Puis en 1951 Edwin Salpeter expliqua comment les étoiles pouvaient transformer
l'hélium en carbone par la réaction dite « triple alpha »
Équation de la réaction triple alpha :
3 2
4He→ 6C
Document 2. Abondance relative des éléments chimiques dans le globe terrestre
Élément chimique Part en pourcentage
Oxygène 48,8 %
Magnésium 16,5 %
Fer 14,3 %
Silicium 13,8 %
Soufre 3,7 %
Autres 2,9 %
1- Indiquer quel type de réaction (fusion ou fission) est à l’œuvre lors de la
nucléosynthèse primordiale.
2- Expliquer comment les travaux de Salpeter ont complété ceux de Bethe.
3- Expliquer pourquoi la composition de l’Univers à la fin de la nucléosynthèse
primordiale diffère de celle du globe terrestre.