L'univers dans tous ses états 

Terre

Une Terre sphérique

catégorie : terre - planète

"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 août 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, Syène et Alexandrie, le 21 juin (solstice d'été) au midi solaire local. 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 puit 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 de 39 375 km (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. 

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 croûte 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.

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

catégorie : terre - planète

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 décroît 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 ressentit.
- 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 oblige à trouver une autre explication, celle des comètes par exemple...

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 6,5 millions de miles.
Image Crédit: NASA

* La France est comprise entre le 43° et le 51° degré de latitude.

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 croûte 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 croûte 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 croûte 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'accroît, par cristallisation du Fer du noyau liquide qui se refroidit lentement.

La structure de la Terre : la croûte solide en surface a une épaisseur de 30 à 65 km, le manteau supérieur visqueux, d'une épaisseur de 670 km, le manteau inférieur élastique, d'une épaisseur de 2180 km, le noyau externe liquide, d'une épaisseur de 2270 km, le noyau interne solide, d'une épaisseur de 1220 km.

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Astronomie - 15 octobre 2007