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La Terre

Comment la Terre s'est-elle formée ? Quelles sont ses principales caractéristiques ?

De notre point de vue, la Terre semble être une planète énorme, avec des océans immenses, de grands continents et une atmosphère profonde. Avec les progrès de l'exploration de l'espace, nous avons réalisé que notre Terre est petite, avec une atmosphère très fine et fragile, et une surface qui pourrait à chaque instant être privée de toute trace de vie par une collision avec un astéroïde.

Formation de la Terre

Comme les autres planètes du système solaire, la Terre se serait formée au sein d’une masse gazeuse, avec condensation et décantation progressives, sous les effets combinés des forces de gravité et des divers processus de transformation énergétique. Son âge est évalué, par les méthodes radiochronologiques, à 4,55 milliards d’années.

Spécificités de la planète Terre

La Terre gravite autour du Soleil à 149,6 millions de kilomètres en moyenne. Avec une excentricité orbitale de 0,0167, la différence entre périhélie et aphélie est seulement de 5 millions de kilomètres.

Terre

La Terre © Nasa

Ceci explique que les changements de saisons, dus à la variation de chaleur du Soleil, ne sont pas extrêmes ; ce phénomène, combiné avec une atmosphère qui agit comme une couverture chauffante, aide à garder des températures stables.

Formation de cumulus

Formation de cumulus. © Nasa

Toutes les formes de vie sur la planète tournent à la même vitesse orbitale autour du Soleil, à une moyenne de 29,79 kilomètres-seconde. Nous voyageons tous à 108 000 kilomètres-heure.

Ouragan Elena

Ouragan Elena. © Nasa

La Terre est la plus grande et la plus massive des planètes telluriques. Sa vitesse de rotation élevée (23,9345 heures), combinée à son noyau de fer liquide, lui permet de générer un fort champ magnétique.

Formation de nuages de mousson

Formation de nuages de mousson au-dessus de l'Inde centrale.© Nasa

La Terre est une planète stratifiée. Elle possède une structure en couches composée d'un noyau, d'un manteau et d'une croûte, semblable aux planètes inférieures du système solaire.

Le champ magnétique de la Terre

La Terre possède le champ magnétique le plus fort de toutes les planètes inférieures. Il la protège contre les particules chargées du vent solaire. La magnétosphère est la région entourant une planète où le champ magnétique de cette dernière est supérieur à celui du Soleil. La plupart des particules sont déviées autour de la Terre, mais certaines se font piéger dans la magnétosphère, formant des ceintures de particules ionisées et des aurores lumineuses quand ces particules atteignent l'atmosphère.

Aurore boréale

Aurore boréale . © Lewis R

Les pôles électriques nord et sud dérivent d'un degré sur plusieurs années et le centre du champ magnétique semble être éloigné d'environ 400 kilomètres du centre géométrique de la Terre. En plus de la dérive du champ magnétique, les "archives" rocheuses indiquent que la polarité du champ magnétique s'inverse de temps en temps. On comprend très mal ce mécanisme, mais un historique détaillé de ces inversions de polarité a été établi sur les 7 derniers millions d'années. Il révèle que les inversions importantes se produisent approximativement tous les 500 000 ans.

Atmosphère

L'atmosphère terrestre est unique dans le système solaire, du fait de la quantité d'oxygène (élément vital) qu'elle possède.

couche d'ozone

Photo numérisée de la couche d'ozone. © Nasa

La présence d'un peu de dioxyde de carbone permet à un effet de serre de réchauffer agréablement la planète (un peu plus, et la Terre pourrait devenir aussi chaude que Vénus ; un peu moins, et les températures seraient constamment glaciales).

L'atmosphère terrestre est composée à l'heure actuelle d'environ 78 % d'azote, 20 % d'oxygène, 1 % de vapeur d'eau et 1 % d'argon. On trouve d'autres gaz en plus petite quantité, dont 0,03 % de dioxyde de carbone.

Cumulus

Un cumulus élevé se forme au-dessus de l'île de Java dans l'après-midi. © Nasa

On considère que les taux de dioxyde de carbone sont restés assez constants au cours de l'histoire récente de la Terre. Un équilibre est ainsi maintenu, la majorité du dioxyde de carbone étant enfermé dans les océans et les roches lithosphériques. Cet équilibre n'a cependant pas toujours existé, et ne continuera pas nécessairement.

Tempete

Une ligne de nuages orageux le long d'un front de température au-dessus de l'océan Atlantique.© Nasa

La production d'énergie solaire au début de la formation de la Terre était de 10 à 20 % inférieure à celle d'aujourd'hui. Malgré cela, la surface terrestre initiale était suffisamment chaude pour abriter l'eau à l'état liquide et permettre le développement de la vie. De forts taux de dioxyde de carbone, issus de gaz libérés par la planète, ont produit un important effet de serre.

Oahu . Ile d'Hawai

L'île hawaïenne de Oahu. Formation nuageuse lors du réchauffement du sol au cours de la journée.© Nasa

Des facteurs autres que l'effet de serre modifient le climat terrestre, comme l'excentricité orbitale, l'inclinaison (obliquité) de l'axe de rotation et la précession de l'axe. Ces variations, sur des échelles de temps allant de 10 000 à 100 000 années, sont responsables, au cours des quelques dernières centaines de millions d'années, des périodes glaciaires, définies par de basses températures du globe ainsi que par de vastes calottes glaciaires continentales et polaires. Une période glaciaire est accélérée par la forte réfection d'énergie solaire issue de vastes calottes glaciaires.

Etendue de calotte glaciaire continentale

Etendue de calotte glaciaire continentale et de banquise au cours de la dernière période glaciaire. Notez le bas niveau de la mer. © Nasa

Une modification climatique peut également résulter des activités de l'être humain. De nombreuses activités industrielles ont endommagé la couche d'ozone de la stratosphère qui protège la vie sur Terre du rayonnement ultraviolet.

Les volcans

La Terre est une planète volcanique, ainsi, mis à part d'importantes éruptions ponctuelles sur les continents, l'activité volcanique est continue le long des dorsales océaniques, créant de ce fait une croûte océanique.

Les îles Galapagos

Les îles Galápagos se sont formées à partir de la superposition de coulées de lave issues de plusieurs volcans boucliers. © Nasa

Les volcans sont en partie responsables du modelage de la surface terrestre et de l'altération de l'atmosphère primitive.

Cratères d'impact

Une régénération complète de la surface de la Terre a effacé les traces d'impacts de météorites datant de l'intense bombardement du centre du système solaire, il y a plus de 4 milliards d'années. Une grande partie des 200 sites d'impact connus dans le monde se trouvent dans les roches ou les boucliers continentaux les plus anciens, datant de plus de 500 millions d'années. Cependant, des impacts continuent à se produire, en petit nombre, à ce jour.

Cratère météoritique

Cratère météoritique, en Arizona, formé il y a seulement 50 000 ans, est, en fait, l'un des plus jeunes cratères terrestres. © Nasa

En fait, la surface de la Terre devrait plutôt ressembler à celle de la Lune.

météorite

Photo d'un météorite. © Martin Sanders

Si ce n'est pas le cas, c'est grâce à l'atmosphère qui empêche la chute sur sa surface de nombreux météorites, aux phénomènes d'érosion et aux forces tectoniques qui renouvellent en permanence le paysage. La Terre porte néanmoins plus de 200 traces d'impacts récents et, bien sûr, elle reste aujourd'hui une cible.

Cratere Manicouagan

Manicouagan, vestige d'un cratère d'impact dans l'ancien bouclier canadien. © Nasa

Il y a environ 65 millions d'années, on pense qu'un grand corps est tombé sur la Terre dans la péninsule du Yucatan, en Amérique centrale. Ce corps, probablement un astéroïde ou une comète, a peut-être envoyé assez de débris d'impact dans l'atmosphère pour empêcher la photosynthèse végétale.

Meteor Crater

Meteor Crater, Arizona, (Barringer). © Nasa

La datation de l'impact coïncide avec une extinction massive des deux tiers des espèces animales de la planète, dont les dinosaures, ce qui laisse à penser que les gros impacts peuvent entraîner une catastrophe au niveau planétaire. C'est justement parce qu'un impact de ce genre pourrait avoir des conséquences dévastatrices pour la vie, qu'un programme de contrôle et de suivi a été établi, afin de détecter tout astéroïde qui pourrait entrer en collision avec la Terre. De nombreux astéroïdes croisent déjà l'orbite terrestre ; on les appelle les astéroïdes proches de la Terre (NEA).

Le satellite de la Terre

La Lune est l’unique satellite naturel de la Terre. Nous ne savons pas quand la Lune, notre plus proche voisine, fut découverte, mais elle est sûrement connue de l'humanité depuis des milliers d'années.

Comparatif entre la Terre et la Lune

Comparatif entre la Terre et la Lune. Montage effectué à partir de deux photos de la Nasa . © dinosoria

La Lune tourne autour de la Terre à une distance moyenne de 384 000 kilomètres. Avec un rayon de 1 738 kilomètres.
La Lune est comparable aux plus gros satellites de Jupiter et de Saturne, et elle est plus grande que la planète Pluton.

V.Battaglia (05.04.2005) M.à.J 04.2007

Histoire de la Terre

Références

Astronomie, Hachette 2001
L’Astronomie, éditions De La Martinière 2002
Site de la NASA

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