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Planète Terre

Image de la Terre

   Catégorie : Terre
Mise à jour 01 juin 2013

La planète Terre est un miraculeux point bleu, une oasis de vie au milieu de l'immensité d'un Univers sans fin. L'âge de la Terre est actuellement estimé à 4 550 millions d'années. La Terre est la seule planète dont le nom ne provient pas d'un Dieu Romain ou Grec.
Le nom de Mer aurait été mieux approprié, compte tenu de l'importance des océans dans l'histoire de la Terre et de son occupation sur la surface de la planète.
C’est dans les nébuleuses que naissent les systèmes planétaires.
Comment une planète se crée ?
Pour créer une planète on ira donc dans une nébuleuse où les régions de natalité abondent, on utilisera deux liants, la force électromagnétique et la force de gravité, pour le reste il faudra laisser du temps au temps...
La Terre est issue de la poussière interstellaire.
Au cœur d'une nébuleuse de gaz et de poussières, la chaleur, par le biais de collisions violentes, va obliger les noyaux de matière, à capturer des électrons.
Quand la température descend en dessous du million de degrés, les électrons se fixent autour du noyau sur les orbites les plus proches. Tour à tour les places sont occupées, les atomes se constituent et les molécules prennent naissance pour former un réseau, extrêmement solide : les poussières.
La matière s'organise partout dans l'univers de la même façon. Les poussières interstellaires sont les briques des planètes, elles s'agglutinent pour constituer de petits bolides, qui de collision en collision forment des objets, qui croissent lentement au détriment de leurs voisins. Leurs masses et leurs gravités augmentent, attirant vers eux de plus en plus de matière. Les collisions libèrent une grande quantité de chaleur, les atomes se désintègrent et attendent le refroidissement pour s'assembler en molécules. Sur la Terre, bien plus tard, il y aura assemblage de molécules simples puis de molécules complexes pour arriver à cette merveilleuse molécule d'ADN qui dorénavant saura se reproduire et mémoriser de l'information, ouvrant ainsi la voie à l'évolution biologique que nous connaissons.
La position de la Terre dans l'univers fut la source de long débat opposant durant des siècles philosophes, savants et religieux. Pendant longtemps la Terre fut considérée au centre de l'univers.
Dans cette conception, le géocentrisme affirmait que tout les objets célestes, Soleil, Lune, planètes et étoiles, gravitaient autour de la Terre. Ce qui est visuellement et en apparence le cas, mais n'est qu'une simple illusion d'optique.
Copernic révolutionna cette conception en montrant que la Terre est en orbite autour du soleil, et que la lune est un satellite naturel de la Terre.
Si l'héliocentrisme est bel et bien une réalité astronomique, centrer le système solaire au milieu de l'univers est une autre erreur, au grand regret de l'égocentrisme humain. Le système solaire n'est qu'en périphérie de notre galaxie, elle-même située quelque part dans le vaste univers.

 Planète Terre

Image : Image de la Terre prise par Apollo 8, première mission à avoir transporté des hommes au-delà de l'orbite terrestre entre le 21 décembre 1968 et le 27 décembre 1968.

La Terre glisse majestueusement sur une orbite idéale, ne laissant apercevoir aucune trace de la force formidable qui la conduit. Nous tombons dans l'infini en décrivant des spirales sans cesse modifiées et nous ne reviendrons jamais à l'endroit où nous sommes aujourd'hui. Jour et  nuit alors que le ciel déploie un panorama changeant au dessus de nos têtes, notre Terre, cette petite poussière d'étoile, tourne sur elle même sans souci du lendemain.
Souvent elle nous montre de merveilleuses images comme des halos, des aurores boréales ou australes...

aurore sur Terre

Image : Photographie offerte par Gilles Boutin chasseur d'aurores boréales du Québec nordique.

nota : la Terre représente 0,0453% de la masse totale des planètes du système solaire.
 
TerreCaractéristiques
  
Rayon moyen orbital (1 UA (symbol : ua ou au) Créée en 1958, c’est l'unité de distance utilisée pour mesurer les distances des objets du système solaire, cette distance est égale à la distance de la Terre au Soleil. La valeur de l'unité astronomique représente exactement 149 597 870 700 m, lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l’Univers. On retiendra environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière vaut approximativement 63 242 ua. Mercure : 0,38 ua, Vénus : 0,72 ua, Terre : 1,00 ua, Mars : 1,52 ua, Ceinture d’astéroïdes : 2 à 3,5 ua, Jupiter : 5,21 ua, Saturne : 9,54 ua, Uranus : 19,18 ua, Neptune : 30,11 ua, Ceinture de Kuiper : 30 à 55 ua, Nuage d’Oort : 50 000 ua.)149 597 870,7 km
Circonférence
orbitale
9,4×108 km,
ou 6,283 UA (symbol : ua ou au) Créée en 1958, c’est l'unité de distance utilisée pour mesurer les distances des objets du système solaire, cette distance est égale à la distance de la Terre au Soleil. La valeur de l'unité astronomique représente exactement 149 597 870 700 m, lors de son assemblée générale tenue à Pékin, du 20 au 31 août 2012, l'Union astronomique internationale (UAI) a adopté une nouvelle définition de l'unité astronomique, unité de longueur utilisée par les astronomes du monde entier pour exprimer les dimensions du Système solaire et de l’Univers. On retiendra environ 150 millions de kilomètres. Une année-lumière vaut approximativement 63 242 ua. Mercure : 0,38 ua, Vénus : 0,72 ua, Terre : 1,00 ua, Mars : 1,52 ua, Ceinture d’astéroïdes : 2 à 3,5 ua, Jupiter : 5,21 ua, Saturne : 9,54 ua, Uranus : 19,18 ua, Neptune : 30,11 ua, Ceinture de Kuiper : 30 à 55 ua, Nuage d’Oort : 50 000 ua.
Excentricité orbitale0,016 710 22
Période de révolution
sidérale
365,256 96 jours
Vitesse orbitale
moyenne
29,783 km/s ou
107 218,8 km/h
Aphélie152 097 701 km
Périhélie147 098 074 km
Inclinaison de l'orbite
Diamètre équatorial
(Rayon)
12 756,28 km
(6 378,14 km)
Diamètre polaire
(Rayon)
12 713,55 km
(6 356,78 km)
Aplatissement
aux pôles
0,0033529
1/298,242
Périmètre équatorial40 075,02 km
surface510 067 420 km²
volume1,083 21×1012 km³
Masse5,973 6 x 1024 kg
Masse volumique≈ 5 515 kg/m³
Gravité
(lat. 45°, alt. 0)
9,806 m/s²
Pesanteur
(lat. 0°, alt. 0)
9,780 m/s²
Pesanteur
(lat. 90°, alt. 0)
9,832 m/s²
Période de rotation
(jour sidéral)
0,997 258 jours, ou
23,93419 h
Vitesse de rotation
(à l'équateur)
1 674,38 km/h
Inclinaison de l'axe23,45°
Albédo moyen0,367
Vitesse de libération11,186 km/s
Température
à la surface
min -89.2°C
moy 15°C
max 56.7°C
Pression atmosphérique moyenne à l'altitude 0101,325 kPa
azote N278,11 %
oxygène O220,953 %
argon Ar0,934 %
eau H2O (vapeur)de 0 à 7 %
dioxyde de carbone CO20,039 % en ≈2006

Terre sphérique

    

« Une planète est un corps céleste qui est en orbite autour du Soleil, qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique (forme sphérique), et qui a éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche ».
Cette définition fut approuvée le 24 aout 2006, lors de la 26ème Assemblée Générale de l'UAI (Union Astronomique Internationale) par un vote à main levée d'environ 400 scientifiques et astronomes après dix jours de discussions. Ératosthène fut l'un des premiers à imaginer une Terre sphérique. Il observa l'ombre de deux objets situés en deux lieux différents, Syène et Alexandrie, le 21 juin (solstice d'été) à midi. C’est à ce moment précis de l'année que dans l'hémisphère nord le Soleil a la plus haute position au dessus de l'horizon. Ératosthène remarqua qu'il n'y avait aucune ombre à ce moment précis, dans un puits à Syène (ville située à peu près sur le tropique du Cancer); le Soleil était à la verticale. Pendant ce temps, un obélisque à Alexandrie formait une ombre. Par des calculs de trigonométrie, Ératosthène déduisit que l'angle entre les rayons solaires et la verticale était de 7,2 degrés.

 

Deux hypothèses s'imposaient alors, soit :
- La Terre est plate, mais le Soleil est assez proche pour que la divergence des rayons soit significative.
- La Terre est courbe, et les rayons solaires atteignant la Terre sont tous parallèles, alors c’est la sphéricité de la Terre qui crée la différence entre Alexandrie et Syène. Ératosthène calcula ensuite la distance entre Syène et Alexandrie en faisant appel à un bématisteUn bématiste est un arpenteur de l'Égypte antique qui avait la charge de mesurer des distances en nombre de pas (bêma). Eratosthène a employé un bématiste pour mesurer la distance entre Alexandrie et Syène (Assouan) afin de mesurer la circonférence de la terre.  qui se basa sur le temps en journées de marche de chameau entre les deux villes: la distance obtenue était de 5000 stades, soit 800 km, mesure très proche de la réalité. Un stade (longueur utilisée dans les stades d'Olympie ou de Delphes) valait environ 157,5 m. Ératosthène proposa une figure d'une éblouissante simplicité: elle était composée d'un simple cercle ayant un angle au centre de 7,2 degrés qui intercepte un arc (reliant Syène à Alexandrie) de 800 km. Par les rapports dans les cercles, il calcule que la circonférence de la Terre est égale à 39 375 kilomètres (5000*157,5*360/7,2/1000), cette mesure est  extraordinairement précise pour l'époque. On sait aujourd'hui que le périmètre équatorial est de 40 075,02 km tandis que le périmètre méridional (polaire) est de 40 007,86 km.

 

A quelle vitesse, la Terre se déplace dans l'espace ?

Le groupe local fait partie d'un énorme complexe de 10 000 galaxies assemblées dans des amas s'étendant sur quelques 200 millions d'années lumières, appelé Superamas local ou Superamas de la Vierge.
Le Superamas de la Vierge et les Superamas de l'Hydre et du centaure tombent eux-mêmes vers une autre grande agglomération d'amas de galaxies que l'on appelle le Grand Attracteur. De notre socle terrestre, nous participons à un fantastique ballet cosmique.
La Terre nous propulse à 30 km/s autour du Soleil qui voyage dans l'espace à 230 km/s autour de la Voie lactée. Celle-ci tombe à son tour vers la galaxie d'Andromède à 90 km/s, chacune de ses galaxies se précipitent à 45 km/s vers le centre du Groupe local, notre amas de galaxies.
Le Groupe local se déplace à 600 km/s, attiré par l'amas de galaxies de la Vierge et du superamas de l'Hydre et du Centaure, qui tombe à son tour vers le grand Attracteur, à grande vitesse. 

Vie sur Terre

    

La vie est une tendance mystérieuse et universelle de la matière à s'associer, à s'organiser, à se complexifier. Le vivant se caractérise par le fait qu'il puise de l'énergie dans le milieu extérieur, utilise cette énergie, rejette les déchets et enrichit son organisation. A l'échelle des espèces, le vivant ne cesse de se complexifier depuis 4.5 milliards d'années. Le non vivant évolue toujours avec le temps dans le sens de leur désorganisation. C’est la croissance de l'entropie(du grec retour en arrière) C’est une fonction thermodynamique. Projetée dans une turbine, l'eau d'un barrage transforme son énergie gravitationnelle en énergie électrique. plus tard, on en fera un mouvement dans un moteur électrique ou de la chaleur dans un radiateur. Tout au long de ces transformations, l'énergie se dégrade en d'autres termes, son entropie augmente. L'entropie d'un système reste constante lorsqu'il revient à son état initial par une transformation réversible. L'entropie totale d'un système isolé doit toujours augmenter, son désordre doit toujours croître, c’est le deuxième principe de la thermodynamique. (mesure du désordre).
Le non vivant produit de l'entropie et le vivant produit de l'entropie négative, ou encore de la néguentropie.
La vie n'est rien d'autre, qu'un mécanisme banal, qu'une forme particulière de la matière dont on va certainement percer le secret, tant elle est tenace. Nous constatons que la vie évolue dans le temps en prenant un chemin défini par une infinité de paramètres, ce qui la rend indéfinissable et imprévisible. Il existe pourtant une définition biologique de la vie :

« un organisme est dit vivant lorsqu'il échange de la matière et de l'énergie avec son environnement en conservant son autonomie, lorsqu'il se reproduit et évolue par sélection naturelle. »

 

Tous les organismes vivants assurent leur stabilité en réagissant aux changements de leur environnement. La vie a donc une faculté d'adaptation et d'apprentissage. N'est-ce pas plutôt cela la vie ?
Mais nous constatons aussi en observant les galaxies, les étoiles et les planètes, que la matière est capable de s'auto-organiser sans être pour autant vivante. Cependant, une bonne définition de la vie doit prendre en compte ce concept, c’est à dire, la faculté qu’a la matière à progressivement gravir les échelons de la complexité. La ténacité de la vie n'est-elle pas la preuve qu'elle est présente partout dans l'Univers, attendant patiemment un contexte favorable pour poursuivre son chemin vers la complexité ?
Il est difficile de croire que la vie n'existe que sur Terre, partout où il y a de l'eau liquide, il y a une possibilité de vie même sous la croute glacée de certaines planètes ou satellites de planètes. La vie se développe dans des endroits où même l'énergie du soleil ne pénètre pas, nous le constatons dans les abysses de notre planète. Notre bon petit système solaire est relativement stable, et les orbites des planètes sont circulaires.

nota : Contrairement aux planètes de notre système solaire, les planètes extrasolaires semblent avoir souvent des orbites elliptiques, qui font varier énormément leur température, ce qui n'est pas idéal pour l'apparition de la vie.

 Planète Terre

Image : Photo satellite : remarquez sur la photo agrandie, la frêle membrane de l'atmosphère terrestre qui protège la vie.

Atmosphère terrestre

    

L'atmosphère terrestre est la couverture gazeuse qui entoure la Terre. L'air sec se compose de 78,08 % d'azote, 20,95 % d'oxygène, 0,93 % d'argon, 0,038 % de dioxyde de carbone et des traces d'autres gaz.
L'atmosphère absorbe le rayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface, en retenant la chaleur par effet de serre et en réduisant les écarts de température entre le jour et la nuit. L'atmosphère protège la vie sur Terre comme une membrane protège la cellule. Il n'y a pas de frontière définie entre l'atmosphère et l'espace, cette limite externe de l'atmosphère est définie comme la distance supposée où les molécules de gaz atmosphérique cessent de subir l'attraction terrestre et les interactions de son champ magnétique. Elle varie fortement en fonction de la latitude et du champ magnétique terrestre continuellement déformé par le vent solaire.  Comme on le voit sur cette image, elle devient de plus en plus fine et s'évanouit peu à peu dans l'espace. Cependant l'altitude de 120 km marque la limite où les effets atmosphériques deviennent notables durant la rentrée atmosphérique d'un objet. La ligne de Kármán, à 100 km, est aussi considérée comme la frontière entre l'atmosphère et l'espace. L'atmosphère est divisée en plusieurs couches d'importance variable. Leurs limites ont été fixées selon les discontinuités dans les variations de la température, en fonction de l'altitude sachant que la température décroit avec l'altitude.

 

Les différentes couches atmosphériques de la Terre :
- La troposphère (changement en grec) : l'épaisseur de la troposphère varie entre 0 et 13 à 16 km à l'équateur, et entre 0 et 7 à 8 km aux pôles. Elle contient 80 à 90 % de la masse totale de l'air et la quasi-totalité de la vapeur d'eau. C'est la couche où se produisent les phénomènes météorologiques (nuages, pluies, convection thermique, vents).
- La stratosphère est au dessus de la troposphère, la couche stratosphérique monte jusqu'à 50 km d'altitude. C'est là que se situe une bonne partie de la couche d'ozone.
- La mésosphère est cette couche qui se situe entre 50 km et 80 km d'altitude où la température décroit jusqu'à -100 °C.
- La thermosphère est la couche qui se situe vers 80 km et va jusqu'à 640 km d'altitude. Dans cette couche la température augmente avec l'altitude et peut atteindre plus de 1000°C mais la pression est si faible qu'elle n'est pas ressentie.
- L'exosphère est la couche qui s'évanouit dans l'espace jusqu'à 10 000 km d'altitude.
Pour des chercheurs de l’Université de Manchester, il n’y a plus de doute. L’origine de l'atmosphère de la Terre ne peut provenir du dégazage de son manteau comme il est encore écrit dans de nombreux manuels. Leurs analyses isotopiques obligent à trouver une autre explication, celle des comètes par exemple ...

 atmosphère de la Terre

Image : Sur ce magnifique coucher du soleil, on peut remarquer les différentes couches de l'atmosphère de la Terre. Cette image de l'horizon de la Terre, aux couleurs vives, a été prise le 29 Juillet 2009, par l'équipage STS-127 en orbite autour de la Terre dans la navette spatiale Endeavour. La navette venait d'accomplir un voyage de 16 jours et de 10 millions de km.
Image Crédit: NASA

Excentricité de la Terre

    

Le mouvement annuel de révolution de la Terre, est le déplacement de la Terre, de 1 degré par jour sur son orbite (360° en 365 jours), avec un décalage de 4 mn environ, entre le jour solaire moyen et le jour sidéral.
La distance Terre-Soleil, qui est 149,6 millions de km, en moyenne, varie au cours de l’année.
La Terre passe chaque semestre, alternativement, au périhélie, c'est à dire qu'elle est à ce moment là au plus près du soleil et à l’aphélie, c'est à dire qu'elle est à ce moment là au plus loin du soleil.
L’écart entre ces deux distances est fixé par l’excentricité. L'excentricité orbitale est de 0,017. L'excentricité mesure la déviation de l'orbite terrestre par rapport à une orbite circulaire. Elle va de 0 pour une orbite circulaire à 1 pour une orbite très elliptique.
Or l'excentricité de l'orbite terrestre varie très faiblement dans le temps, entre 0 et 0,06 avec une période de 100 000 ans. Le calcul des variations de température dues à l'excentricité, entre l'aphélie et le périhélie, sont de 4° Celsius.

 excentricité, obliquité et précession, saisons dans l'hémisphère nord

Image : calcul de la variation de température due à l'excentricité.

 calcul de la variation de température due à l'excentricité

T = température théorique moyenne, A = périhélie,
A' = aphélie, ΔR = variation de distance,
e = excentricité, ΔT = 4° Celsius

Orientation de l'axe de la Terre

    

L’inclinaison de l’axe est l’angle entre l’axe de rotation d’une planète et son plan orbital. L'axe de la Terre (≈23°26') se redresse de 0.46" par an ou de 1 degré tous les 7800 ans, un cycle complet (360°) dure 25 765 années, appelée grande année platonique.
Dans le système solaire, les planètes ont des orbites qui se situent toutes à peu près dans le même plan. Celui de la Terre est appelé l’écliptique.
Une exception concerne Pluton, dont l’orbite est inclinée de 17° 2'  par rapport à l’écliptique mais Pluton n'est plus considérée comme une planète.
Chaque planète tourne autour de son axe de rotation, ce qui entraine la succession des jours locaux à chaque planète. Le lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre est appelé la précession des équinoxes. Cet angle (23°26') fait la succession des saisons. En effet, en été, l'ensoleillement est plus important dans l'hémisphère nord que dans l'hémisphère sud. Le soleil est plus haut dans le ciel de la partie nord du globe terrestre, que dans la partie sud. Les rayons solaires arrivent sur Terre avec plus d'intensité. Le Soleil se lève plus tôt, se couche plus tard, et les jours sont plus longs.
Dans la partie sud c’est l’hiver. Le Soleil parait aussi plus bas sur l’horizon et les jours sont plus courts, le soleil se lève plus tard et se couche plus tôt.

 

À l’équateur la durée du jour et de la nuit ne varie pas (même si la position du Soleil dans le ciel, varie). Aux pôles, le jour et la nuit durent six mois chacun.
Le solstice d’été est le jour le plus long pour l’hémisphère Nord. Le Soleil à midi est au zénith du tropique du Cancer, qui a une latitude de 23° 26' nord. C’est le jour le plus court pour l’hémisphère Sud.
Le solstice d'hiver c’est le jour le plus court pour l’hémisphère Nord. Le soleil à midi est au zénith du tropique du Capricorne, qui a une latitude de 23° 27' sud. C’est le jour le plus long pour l’hémisphère Sud.
Aux équinoxes de printemps et d’automne la durée des jours est égale à celle des nuits, au nord comme au sud, et le soleil à midi est au zénith de l’équateur.
La Lune s'éloigne de la Terre à un rythme d'environ 38 mm/an, produisant aussi à cause des marrées, l'allongement du jour terrestre de 23 microsecondes/an. Sur plusieurs millions d'années, ces petites modifications produisent d'importants changements.
Par exemple il y a 410 millions d'années, à la période du Dévonien, il y avait 400 jours dans une année terrestre, chaque jour durait 21,8 heures.

 inclinaison Terre

Image : inclinaison de l'axe de la Terre (23°26').

Dates de passage à l'aphélie et au périhélie

    

Les dates de passage de la Terre à son aphélie et à son périhélie ne sont pas régulières.
Pour le Soleil on parle d'un Aphélie (du grec "apo" loin et "helios" soleil), point le plus éloigné entre l'objet et le Soleil et d'un Périhélie ("péri" autour et "helios" soleil), point le plus proche. Mais plus généralement on parle d'Apsides qui désignent les deux points extrêmes de l'orbite d'un objet céleste. Le point situé à la distance minimale  par rapport au foyer de l'orbite est nommée Périapside. Le point situé à la distance maximale  par rapport au foyer de l'orbite est nommée Apoapside.
L'axe principal de l'ellipse qui relie le périapside et l'apoapside d'une orbite est appelée ligne des apsides. Les noms de ces points, les plus proches et les plus éloignés de l'objet central, sont spécifiques du nom de l'objet central (racine grecque du nom de l'objet céleste).

Image : Dates de passage de la Terre à son aphélie et à son périhélie.

 
Year Aphelion Perihelion
     
2007 July 6, 23:53 January 3, 19:43
2008 July 4, 07:41 January 2, 23:51
2009 July 4, 01:40 January 4, 15:30
2010 July 6, 11:30 January 3, 00:19
2011 July 4, 14:54 January 3, 18:32
2012 July 5, 03:32 January 5, 00:32
2013 July 5, 14:44 January 2, 04:38
2014 July 4, 00:13 January 4, 11:59
2015 July 6, 19:40 January 4, 06:36
2016 July 4, 16:24 January 2, 22:49
2017 July 3, 20:11 January 4, 14:18
2018 July 6, 16:47 January 3, 05:35
2019 July 4, 22:11 January 3, 05:20
2020 July 4, 11:35 January 5, 07:48
 Aphélie et périhélie
Latitude Durée du jour le plus longDurée du jour le plus courtLatitude Durée du jour le plus longDurée du jour le plus court
12H00 12H00 40° 14H51 9H09
12H17 11H43 45° 15H26 8H34
10° 12H35 11H25 50° 16H09 7H51
15° 12H53 11H07 55° 17H07 6H53
20° 13H13 10H47 60° 18H30 5H30
25° 13H34 10H26 65° 21H09 2H51
30° 13H56 10H04 66°33 24H 0H
35° 14H22 9H38      
nota : La France est comprise entre le 43° et le 51° degré de latitude.

Structure de la Terre

    

Les planètes sont supposées être constituées de couches successives de densité croissante. Les matériaux sont dans l'ordre de leur densité, le fer au centre puis le sulfure de fer, les silicates, l'eau, l'azote, le gaz carbonique, l'ammoniac, le méthane, l'hélium, l'hydrogène. Il n'existe pourtant pas deux planètes identiques dans leurs structures, chacune a ses caractéristiques propres. Le fer natif, premier condensat Grains solides de composés chimiques et minéralogiques condensés nais dans les nébuleuses, à la suite de se que l'on appelle: la séquence de condensation. Les premiers composés qui se condensent à 1300°C, sont des oxydes riches en titane, aluminium et calcium. Vers 1050°C se condense massivement le fer métallique, puis vers 950°C, le premier silicate en l'occurrence le silicate de magnésium et de fer. Vers 800°C, se forment des silicates à structures plus lâches, les feldspaths et le sulfure de fer. A des températures encore plus basses se condense un silicate contenant de l'eau et à 0°C l'eau se condense en glace. abondant, est le constituant du noyau terrestre. Le silicium, le silicate de magnésium et de fer constituent les composants essentiels du manteau terrestre. Le feldspath, condensat qui donne le basalte constitue le plancher des océans terrestres. La structure interne de la Terre est donc répartie en plusieurs enveloppes successives, la croute terrestre, le manteau et le noyau. Cette représentation est très simplifiée puisque ces enveloppes peuvent être elles-mêmes décomposées. Pour repérer ces couches, les sismologues utilisent les ondes sismiques, dès que la vitesse d'une onde sismique change brutalement, c’est qu'il y a changement de milieu, donc de couche. Cette méthode a permis, par exemple, de déterminer l'état de la matière à de grandes profondeurs (manteau profond, noyau). Ces couches sont délimitées par les discontinuités comme la discontinuité de Mohorovicic entre la croute et le manteau, celle de Gutenberg entre le manteau et le noyau.
La Terre s'est formée par accrétion de météorites et les différentes couches se sont mises en place en respectant la masse volumique de ses constituants.

 

La théorie de la tectonique des plaques est maintenant admise depuis la fin des années 1960 et s’impose largement dans le monde scientifique.
Au 19ème siècle on avait du mal à croire que des continents entiers puissent dériver. On sait maintenant que le manteau solide est animé d’immenses courants de convections qui circulent depuis des millions d’années.
L’image que nous avons maintenant est celle d’une planète active et complexe dont la croute est composée de plaques océaniques et continentales, de compositions minéralogiques différentes, sans cesse en mouvement sous l’action combinée de courants de convections internes et de la gravité terrestre.
Des blocs continentaux se forment par collisions de plaques continentales et se déchirent, selon un cycle de 400 millions d’années.
Des plaques océaniques, plus lourdes, participent à ce ballet incessant depuis plusieurs milliards d’années et finissent souvent par plonger à l’intérieur de la Terre par subduction, participant ainsi au recyclage de la croute terrestre dont l'épaisseur varie entre quelques kilomètres et 65 km.
La graine (noyau interne) est une boule solide de 1220 km de rayon, située au centre de la Terre.
Les sismologues soupçonnent l'existence d'une amande en son sein. Elle est entourée du noyau liquide composé d'un alliage de Fer en fusion.
Elle s'accroit, par cristallisation du Fer du noyau liquide qui se refroidit lentement.

 structure Terre

Image : Structure de la Terre, la croute solide en surface a une épaisseur de 30 à 65 km, le manteau supérieur visqueux a une épaisseur de 670 km, le manteau inférieur élastique, une épaisseur de 2180 km, le noyau externe liquide, une épaisseur de 2270 km et le noyau interne solide a une épaisseur de 1220 km.

Gravité

    

Comme la gravité est attractive, elle tend à rassembler la matière de l'Univers pour former des objets tels que les amas de galaxies, les galaxies, les étoiles et bien sûr les planètes. Ceux-ci peuvent pendant un certain temps, résister à la pression de la contraction, par leur pression thermique dans le cas des étoiles, ou par leur rotation ou mouvements internes dans le cas des galaxies, mais finalement, une fois évacuée, l'objet stellaire se met à rétrécir.
La théorie générale de la relativité qu'Albert Einstein établi en 1915, décrit la gravitation comme une courbure de l'espace-temps, ce qui veut dire que tous les objets de l'Univers, courbent cet espace-temps et influent sur les autres corps célestes en fonction de leur masse. Plus l'objet céleste est massif, plus il courbe l'espace-temps. La force de gravitation est donc une manifestation de la déformation de l'espace-temps sous l'effet de la matière qui s'y trouve. Nous ne savons pas encore comment se propage la force de gravitation, les scientifiques attendent l'expérience qui confirmera l'existence de ces quanta de gravité.

 

Dans le cadre de la relativité générale, la gravitation n'est pas une force ou une interaction puisque les corps se déplacent dans cet espace-temps sans subir de force en suivant des géodésiques (ligne droite dans un espace courbe). Les objets célestes suivent en fait l'espace-temps courbé par la gravité. La gravité n'est pas identique en tous points de la Terre.
Aux pôles g = 9,832 m/s², à Paris g = 9,809 m/s² (valeur moyenne de la pesanteur à la surface de la Terre) et à l'équateur g = 9,780 m/s². g augmente avec la latitude car la Terre n'est pas ronde mais légèrement aplatie aux pôles. g dépend de la distance qui nous sépare du centre de la Terre.

Image : Il est assez facile de se représenter la courbure de l'espace-temps en deux dimensions, en imaginant la toile d'un trampoline, courbée par plusieurs objets lourds, comme sur l'image ci-contre. Par contre cela s'avère impossible en trois dimensions comme dans la réalité.

 gravité sur Terre

Anomalie de l'atlantique sud ou SAA

    

Sans magnétosphère la planète serait directement touchée par ces particules énergétiques. Cependant il existe un endroit sur Terre mal protégé où le champ magnétique s'est considérablement affaibli. Cette zone se situe au large des côtes brésilienne, elle est baptisée l'anomalie de l'atlantique sud ou SAA, elle couvre 7 800 000 km2 (soit ≈2 780 km par 2 780 km)  et elle ne cesse de s'étendre. De plus les scientifiques ont remarqué que dans cette zone le champ magnétique s'est inversé et les radiations solaires entrent dans la haute atmosphère plus profondément. Au dessus de cet endroit le rayonnement cosmique se rapproche de plus en plus près de la surface terrestre. Dans cette zone, à l'altitude où volent les avions les rayonnements solaires sont moins filtrés. A 560 km d'altitude certains instruments du télescope spatial Hubble sont éteints pendant la traversée de la zone. Les scientifiques ont quelques explications concernant l'anomalie de l'atlantique sud. Une étude sur les magnétites figées dans des poteries anciennes en argile a montré qu'il y a 400 ans le champ magnétique terrestre était 10% plus fort qu'aujourd'hui.

 

 Avant chaque inversion du champ magnétique terrestre il y a une diminution de son intensité. Si la SAA est la manifestation de l'inversion du champs magnétique, nous allons assister à une nouvelle inversion ?
L'évolution du champ géomagnétique sur des milliers d'années a été analysée dans les carottes de lave volcanique car la lave refroidie conserve l'orientation et la puissance du champ magnétique de l'époque. Elles montrent ainsi les inversions de polarisation du champ. Les géophysiciens en ont répertorié 18 000 au cours des derniers 28 millions d'années et à chaque fois l'intensité du champ baisse de façon significative.
La dernière inversion a eu lieu il y a 750 000 ans et de nombreux scientifiques pensent qu'on assiste actuellement à une nouvelle et brusque inversion qui aura des conséquences considérables sur la vie sur Terre. On verra de plus en plus d'aurores polaires dans des endroits où il n'y en avait pas avant.

 Anomalie de l'atlantique sud (SAA)
Il est plus juste de dire "théorie générale de la relativité" que "théorie de la relativité générale", c'est la théorie qui est générale et non la relativité. La théorie générale étend la théorie restreinte de la relativité, à la gravitation.
Pour les puristes, la théorie générale de la relativité est une théorie relativiste de la gravitation élaborée entre 1907 et 1915 principalement par Albert Einstein. Marcel Grossmann et David Hilbert sont également associés à cette réalisation pour avoir aidé Einstein à franchir les difficultés mathématiques de la théorie. La théorie générale de la relativité énonce que la gravitation est la manifestation de la courbure de l'espace-temps, produite par la distribution de la matière et de l'énergie. La mesure de la courbure moyenne de l'espace-temps est égale à la mesure de la densité d'énergie (Gij = χ Tij) Gij est le tenseur d'Einstein qui représente la courbure de l'espace-temps en un point, Tij est le tenseur énergie-impulsion qui représente la contribution de toute la matière et énergie à la densité d'énergie en ce point du champ gravitationnel. χ est un simple facteur dimensionnel, permettant d'exprimer l'équation dans les unités usuelles et de faire correspondre l'équation à la réalité physique et à la valeur observée de la constante gravitationnelle.

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