Fixation atmosphérique de l'azote par les décharges électriques durant l'histoire de la Terre

par Delphine Nna Mvondo

Thèse de doctorat en Chimie de la pollution atmosphérique et physique de l'environnement

Sous la direction de François Raulin.


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  • Titre traduit

    Atmospheric nitrogen fixation by electric discharges over the Earth's history


  • Résumé

    Sur la Terre, l'azote peut être utilisé par les organismes vivants uniquement s'il est s'il est "fixé", c'est à dire s'il est présent sous formes réactives, comme l'ammoniac, les nitrates, les oxydes d'azotes ou l'azote chimiquement lié à des molécules organiques. L'azote peut être fixé biologiquement ou abiotiquement par les processus industriels et les éclairs d'orage. Dans la Terre primitive, les éclairs d'orage auraient pu être une des sources les plus importantes d'azote fixé nécessaire pour l'émergence de la vie en apportant environ 10 [puissance]12 g NO par an. Dans ce travail, j'ai réalisé la première étude expérimentale de la fixation atmosphérique de l'azote par les décharges électriques, incluant les conditions des éclairs d'orage nuage-terre et des décharges corona au sol, durant toute l'histoire géologique de la Terre, depuis une atmosphère prédominante en dioxyde de carbone dans l'Hadéen et l'Archéen jusque l'atmosphère oxygénée actuelle prédominante en azote moléculaire. L'étude expérimentale consiste à simuler en laboratoire les atmosphères terrestres de CO2 - N2 et de O2 - N2, les soumettre à des irradiations qui recréent les éclairs d'orage et les processus corona au sol, puis analyser les produits azotés par CPG-SM-IRTF et, parallèlement, par spectroscopie infrarouge à Transformée de Fourier seule. Afin d'expliquer les variations observées dans les rendements énergétiques de NO, NO2 et N2O pour chaque décharge et chaque atmosphère, je propose des mécanismes réactionnels. Les estimations des productions annuelles de ces oxydes d'azote par les éclairs et les processus corona de pointe dans les atmosphères terrestres simulées me permettent de délimiter la contribution des décharges électriques dans la fixation abiotique de l'azote durant l'évolution de l'atmosphère et examiner si cette évolution a pu influencer la production d'azote réactif disponible pour les organismes vivants.

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Informations

  • Détails : 189 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 164-177

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