P L A N È T E  G A Ï A 
 
   
   
 ASTRONOMIE -> SYSTÈME SOLAIRE -> PLANÉTOLOGIE 
   
 
L a   T E R R E

L'âge de la Terre est actuellement estimé à 4,537 milliards d'années, début de l'Hadéen. Les plus anciennes roches connues ont un âge d'environ 4 milliards années ; rares sont celles dont l'âge dépasse 3 milliards d'années. Les plus anciens fossiles témoignent de l'existence d'organismes il y a 3,9 milliards d'années. Les premiers organismes ont probablement vécu dans l'eau. Ils n'étaient formés que d'une seule cellule (d'où leur nom : unicellulaire).

LA TERRE RAJEUNIT DE 70 MILLIONS D'ANNÉES
4,467 milliards d'années, et non 4,537 : c'est l'âge qu'aurait en fait la Terre, selon John Rudge de l'université de cambridge. La cause de ce rajeunissement ? Sa formation, par collisions successives d'embryons de planètes, aurait duré 70 millions d'années de plus qu'estimé précédemment, pour s'achever 100 millions d'années après la naissance du système solaire.

V.E. - SCIENCE & VIE > Septembre > 2010

L’Origine de la Terre se Précise

4,5682 MILLIARDS D’ANNÉES, c’est le résultat de datation des plus anciennes inclusions contenues dans les météorites. La comparaison de la composition chimique de la Terre avec celle des météorites indique une origine commune.

Les chondrites sont les plus vieilles météorites du Système solaire.

Néodyme. Cet élément ne vous dit sans doute rien. C’est pourtant l’analyse de cette « terre rare » qui vient de changer notre vision de l’origine de la Terre, et de confirmer que les météorites sont bien le matériau primordial qui a formé notre planète (1). Selon le scénario dominant, la Terre s’est formée il y a près de 5 milliards d’années à partir des matériaux présents à l’origine dans la nébuleuse primordiale. Ces matériaux se sont accrétés et condensés pour façonner les planètes. Une partie d’entre eux n’ont pas formé de planète et sont restés dans le Système solaire sous forme d’objets primitifs : les astéroïdes. Depuis, ils n’ont pas subi de modification minéralogique ou géologique substantielle. Ces vestiges parviennent sur Terre sous la forme de petits bouts de météorites. Comparer leur composition avec celle de notre planète peut donc nous informer sur l’origine de la Terre. Cette comparaison se fait à partir des rapports isotopiques de différents éléments contenus dans les roches terrestres et dans les météorites.

MANQUE D’ÉCHANTILLON : Mais en 2005, l’idée d’une origine commune entre la Terre et les météorites a été mise à mal : l’analyse de la teneur du néodyme 142 par rapport à celle du néodyme 144 avait montré une valeur supérieure pour les roches volcaniques terrestres par rapport à celle dans des météorites supposées représenter la composition de la Terre (2). Pour l’expliquer tout en maintenant l’hypothèse d’une origine commune, «les géochimistes avaient alors imaginé un mécanisme mettant en jeu la désintégration radioactive de certains noyaux ainsi que l’existence d’un réservoir caché, à l’intérieur de la Terre, contenant le néodyme manquant, explique Frédéric Moynier, de l’Institut de physique du globe de Paris. Beaucoup de modélisations ultérieures cherchaient à expliquer la dynamique du manteau terrestre à l’aide de ce réservoir putatif.» Depuis 2005, l’analyse d’échantillons de plus en plus petits est de plus en plus précise. Les deux équipes ont étudié par des techniques différentes des météorites primitives (chondrites). Leurs conclusions : inutile d’invoquer un réservoir caché de néodyme 142. En revanche, leurs résultats suggèrent que le néodyme n’était pas bien mélangé dans le matériau qui a créé le Système solaire, et la Terre s’est formée avec du matériau plus riche en néodyme 142 que les météorites. «Reste que l’image que nous avons du Système solaire est sans doute biaisée. Car hormis des échantillons de la Terre et de la Lune, tout ce que nous avons comme matériau provient des météorites, prévient Maud Boyet, du laboratoire Magmas et Volcans à Clermont-Ferrand, qui a participé à cette analyse. Pour vérifier si le système solaire interne est homogène ou non, il nous faudrait des échantillons de Mercure et de Vénus…»
(1) A. Bouvier et M. Boyet, Nature, 537, 399, 2016 ; C. Burkhardt et al., Nature, 537, 394, 2016.
(2) M. Boyet et R.W. Carlson, Science, 309, 576, 2005.

Philippe Pajot - LA RECHERCHE N°517 > Novembre > 2016

Caractéristiques de la Terre

La Terre se déplace dans l'espace à une vitesse de 29,783 km/s, ou de 107.218,8 km/h.
Elle tourne aussi sur elle-même à 1.674,38 km/h.

Il faut savoir que le Soleil tourne autour du centre de la galaxie et emmène avec lui son cortège de planètes à la vitesse folle de 250 km/s soit 900.000 km/h.

 

 

 

 

 

POURQUOI NOUS NE SENTONS PAS LA TERRE FILE DANS L'ESPACE À PLUS DE 100.000 KM/H ?


GEO SAVOIR HS N°8 > Juin-Juillet > 2014
POURQUOI NE SENT-ON PAS LA TERRE TOURNER ?
Cela semble en effet incroyable, la Terre tourne à la vitesse de 1600 km/h (sur elle-même au niveau de l’équateur) et nous ne nous rendons compte de rien ! Pourquoi ? Parce que nous ne percevons pas la vitesse constante, mais seulement les changements de vitesse ou de trajectoire. Quand tu prends le TGV, tu ressens des secousses au départ, au freinage, dans les virages, etc. Mais le reste du temps, rien. Fais l’expérience la prochaine fois que tu prends le train. Assieds-toi, ferme les yeux et bouche tes oreilles pendant ton voyage : tant que le train avance sur une ligne droite, impossible de savoir si tu vas vite ou pas. C’est la même chose "à bord" de la Terre, qui va pourtant très vite. Alors, c’est vrai, contrairement à ton TGV, la Terre ne va pas tout droit - puisqu’elle tourne sur elle-même - et ça, nous devrions le ressentir. Mais la force qu’exerce ce virage sur nous (la force centrifuge) est très faible, et par ailleurs compensée par l’attraction terrestre. Résultat : nous ne ressentons ni ce virage ni la vitesse de rotation de la Terre.
Depuis sa naissance, la Terre ralentit : elle tourne 4 fois moins vire sur elle-même. À l'origine, un jour ne durait pas 24 h mais 6 h !

M.B. - TOUT COMPRENDRE N°27 > Décembre > 2014

Les différentes périodes de l'histoire de la Terre sont résumées dans le tableau de l'échelle des temps géologiques.

Caractéristiques Physiques
Caractéristiques de l'Atmosphère
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
0,003 352 9
1/298,242
Périmètre équatorial
40 075,03 km
surface
510 067 420 km²
volume
1,083 21 × 1012 km³
Masse
5,973 6 × 1024 kg
Masse volumique
moyenne
5,515 × 10³ kg/m³
Pesanteur
(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
23,934 19 h
Vitesse de rotation
(à l'équateur)
1 674,38 km/h
Inclinaison de l'axe
23,45°
Albedo moyen
0,367
Vitesse de libération
11,186 km/s
Température
à la surface
min
moy
max
182 K = -91°C
288 K = 15°C
333 K = 60°C
Pression
atmosphérique moy.
à l'altitude 0
101 325 Pa
Composition de l'atmosphère en volume
azote N2
78,11 %
oxygène O2
20,953 %
argon Ar
0,934 %
eau H2O (vapeur)
de 0 à 7 %
dioxyde de carbone
CO2
0,039 % en 2006
(0,028 % <1850)
Caractéristiques Orbitales
Rayon moyen (1 ua)
149 597 887 km
Circonférence orbitale
9,4 × 108 km, ou 6,283 ua
Excentricité orbitale
0,016 710 22
Période de révolution sidérale
365,256 96 jours
Vitesse orbitale
moyenne
29,783 km/s
107 218,8 km/h
Inclinaison de l'orbite
0° (par définition)
satellite naturel
1 : la Lune

Composition

La Terre est une planète vivante, les plus vieilles roches connues ont moins de 4 milliards d'années. Les plus vieux fossiles d'organismes recueillis à ce jour ont moins de 3,9 milliards d'années. D'un diamètre de 12 756 km, elle possède des plaques lithosphériques mobiles et des volcans encore actifs. 70,90 % de sa surface est occupée par les mers et seulement 29,10 % par les cinq continents. Sa densité qui est de 5,5 est supérieure à toutes les autres planètes.

Le globe terrestre est constitué de 3 zones : l'écorce, le manteau (composé de 3 couches) et le noyau.

La Terre est divisée en plusieurs couches qui possèdent des propriétés chimiques et sismiques différentes :
- de 0 à 40 km de profondeur la Croûte terrestre qui est composée de quartz (dioxyde de silicium). La Croûte océanique moins épaisse se situe de 5 à 15 km. La croûte océanique, la plus ancienne, a 60 millions d'années en moyenne ;
- de 40 à 400 km de profondeur il y le Manteau supérieur composé d'olivène et de pyroxène (fer, magnésium et silicate) ainsi que de calcium et d'aluminium. Le manteau supérieur est divisé en 3 parties : l'hydrosphère qui est l'ensemble des compartiments contenant de l'eau sur la Terre (lacs, fleuves, mers, océans), la Lithosphère qui est l'ensemble constitué par la croûte terrestre et la partie supérieure du manteau est située entre 0 et 100-200 km, et l'Asthénosphère situé entre 200 et 400 km de profondeur est à l'état visqueux, avec une température moyenne qui serait de l'ordre de 1500°C ;
- de 400 à 670 km de profondeur il y a la Région de transition,source de magmas basaltique ;
- de 670 à 2960 km de profondeur il y a le Manteau inférieur qui est probablement constitué de silicium, magnésium et d'oxygène avec du fer, du calcium et de l'aluminium ;
- de 2960 à 4780 km de profondeur il y a le Noyau externe qui est une masse sphérique composée de fer (Fe) métallique - fer liquide - plus des quantités mineures de nickel (Ni) et d'autres éléments ;
- de 4780 à 6378 km de profondeur il y a le Noyau interne qui est solide, composé de fer (ou d'un alliage de fer/nickel). Les températures dans le centre du noyau peuvent atteindre 7200°C, plus chaud qu'à la surface du Soleil.
Des mesures effectuées à vingt ans d'intervalle par deux satellites, montrent la variation à la surface du noyau, à 2900 km sous nos pieds. Les variations les plus importantes (en mauve et en rouge) sont situées sous l'Afrique et les région polaires. (->)

La croûte est divisée en plusieurs plaques qui flottent sur le manteau supérieur liquide. On les appelle les plaques tectoniques. Elles s'expliquent par les courants de convection du manteau liquide : depuis les zones les plus profondes du manteau, des courants de magma montent en se frayant un chemin jusqu'à la surface. Ces courants ont brisé la croûte solide de la Terre en plusieurs grandes plaques distinctes qui se déplacent lentement les unes par rapport aux autres transportées par les mouvements du manteau. C'est ce que l'on appelle aussi la dérive des continents. Elle se caractérise par deux processus : la dislocation et le plissement. La dislocation se produit lorsque deux plaques s'éloignent l'une de l'autre, ce qui permet à de la nouvelle croûte de se former grâce au magma du manteau. Le plissement se produit lorsque deux plaques se rapprochent et que le bord d'unedes plaques plonge en-dessous de l'autre pour aller fondre dans le manteau. Il existe aussi des mouvements transversaux entre deux plaques comme la faille de San Andreas en Californie.

Contrairement à ce que beaucoup de personnes pensent, la Terre n'est pas une planète sphérique. Grâce à son champ gravitationnel, des satellites ont pu nous montrer la vrai forme de la Terre. Voici la forme réel de la Terre d'après des mesures du champ gravitationnel (voir animation ->). Avec les données sur le champ gravitationnel que fournit la mission GRACE, l'intérieur et la structure de la surface de la Terre vont être mieux compris. L'intérieur de la Terre a le plus grand impact sur sa gravité.

Il y a 8 principales plaques tectoniques :
- Plaque Antarctique : Antarctique et "l'océan du sud".
- Plaque Eurasienne : Nord-est Atlantique, Europe et tout l'Asie sauf l'Inde.
- Plaque Africaine : Afrique, sud-est Atlantique et Océan Indien occidental.
- Plaque Sud Américaine : Amérique du Sud et sud-ouest Atlantique.
- Plaque Nord Américaine : Amérique du Nord, nord-ouest Atlantique et Groenland.
- Plaque Australienne/Indienne : Inde, Australie, Nouvelle Zélande et la majeure partie de l'Océan Indien.
- Plaque de Nazca : Océan Pacifique oriental adjacent à l'Amérique du Sud.
- Plaque du Pacifique : La majeure partie de l'Océan Pacifique et la côte sud de Californie.

VARIATION DE L'AXE DE ROTATION

Son axe de rotation, incliné de 23,27°, justifie l'existence des différentes saisons. Mais l'axe de la Terre varie au cour du temps décrivant un cône en 25.860 années : les saisons se déplacent sur l'orbite terrestre. Ceci est dû à l'attraction combinée du Soleil et de la Lune sur le bourrelet équatorial. Actuellement l'axe derotation de la Terre est dirigé vers l'étoile polaire de la Petite Ourse mais dans 12 934 ans elle sera dirigée vers l'étoile Véga de la constellation de la Lyre et 12.934 ans plus tard l'axe de la Terre sera de nouveau pointé vers l'étoile polaire.

VARIATION DE L'ANGLE DE L'AXE DE ROTATION

L'axe de rotation de la Terre est actuellement incliné de 23,27°. Mais il varie entre 21°59' et 24°50' sur une période de 41.000 années. Cette fluctuation agit sur la répartition géographique de l'énergie. Quand l'obliquité (->) atteint 24°50' cela entraîne des hivers rigoureux aux latitudes moyennes.

VARIATION DE L'ORBITE TERRESTRE

La masse du Soleil commande le mouvement de la Terre dans l'espace, mais la présence des autres planètes (surtout Jupiter) du Système Solaire perturbe ce mouvement et entraîne des variations à long terme des paramètres de l'orbite de la Terre. L'excentricité de 0.02 mesure l'écart entre l'orbite terrestre et un cercle parfait. Il varie entre 0 et 0,07. Sa période varie selon une période 400.000 ans et une de 100.000 ans, donc, le flux global du rayonnement qu'elle reçoit du Soleil varie, suivant sa répartition dans l'espace et le temps. Excentricité : le caractère elliptique de l'orbite aété exagéré.

L'astronome Serbe Milutin Milankovitch a démontré entre 1920 et 1941 que toutes ces variations sont la cause des glaciations que la Terre a subies. La dernière grande glaciation a connu son maximum il y a 22.000 ans, les températures étaient inférieures d'environ six degrés à celles actuelles et on peut s'attendre à un retour de la glace dans plusieurs dizaines de milliers d'années.

C'EST EN HIVER QUE LA TERRE EST PLUS PROCHE DU SOLEIL
Les rayons du Soleil frappant plus fort en été, on a naturellement tendance à penser que la Terre se rapproche de son étoile durant cette saison
. Surtout si l'on sait que la distance Terre-Soleil, qui est en moyenne de 150 millions de kilomètres, varie de 2,5 millions de kilomètres au cours de l'année. Or... c'est en janvier que cette distance se raccourcit le plus ! Les saisons sont en fait dues à l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre : plus les rayons sont perpendiculaires, plus il fait chaud.

M.V. - SCIENCE & VIE > Août > 2010

LA LUNE S'ÉLOIGNE DE LA TERRE
La Lune ralentit la Terre dans sa rotation quotidienne par ses effets de marée : en attirant vers elle l'eau des océans, elle freine un peu la planète.
Et la terre, en retour, ralentit la lune. Conséquence : la lune s'éloigne de la terre d'environ 3,8 cm par an. Car la vitesse de rotation et la distance qui les séparent sont comme des vases communicants : si l'une diminue, l'autre doit croître. Exactement comme pour le patineur effectuant une pirouette sur la glace. Ramassé sur lui-même, il tourne plus vite que lorsqu'il s'étend les bras.
Lire l'article La Terre a Deux Lunes
Er.H. - SCIENCE & VIE > Août > 2010

LES JOURNÉES S'ALLONGENT, LES ANNÉES RACOURCISSENT

La durée d'une journée et celle d'une année semblent immuables ? Eh bien non ! Pour le comprendre, il faut revenir à la définition du jour : la durée nécessaire à la Terre pour faire un tour sur elle-même.

Sa durée varie quotidiennement sous l'influence de la Lune : en provoquant des marées, celle-ci engendre des boursouflures sur la surface terrestre qui freinent le mouvement de rotation de notre planète.
Cet effet est minime : il allonge la durée du jour de 2,7 millisecondes par siècle. Mais qu'en est-il à très long terme ? "Dans 200 millions d'années, la durée d'une journée ne sera plus de 24 heures, mais de 25 heures et demie", annonce Jacques Laskar, de l'observatoire de Paris. Conséquence directe de cet allongement : il y aura moins de jours dans une année. Du coup, la durée de l'année comptée en jour, pourra être considérée comme plus courte.

M.V. - SCIENCE & VIE > Août > 2010

L'Atmosphère

L'atmosphère de la Terre, ou atmosphère terrestre est la couche gazeuse entourant la Terre. Elle est constituée de 78,11 % d'azote, 20,953 % d'oxygène et de 0,934 % d'argon pour les gaz permanents. Les gaz dont la proportion varie avec l'altitude sont principalement l'eau, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et l'ozone. La plus grande part de la masse atmosphérique est proche de la surface : l'air se raréfie en altitude et la pression diminue ; celle-ci peut être mesurée au moyen d'un altimètre ou d'un baromètre.

COUCHES ATMOSPHÉRIQUES

L'atmosphère est divisée en 5 couches correspondant à différentes parties de la courbe de variation de la température en fonction de l'altitude :

Température de l'atmosphère (°C) en fonction de l'altitude (km).
  • la troposphère : la température décroît avec l'altitude (de la surface du globe à 8-15 km d'altitude) ; l'épaisseur de cette couche varie entre 13 et 16 km à l'équateur, mais entre 7 et 8 km aux pôles ;
  • la stratosphère : la température croît avec l'altitude (de 8-15 km d'altitude à 50 km d'altitude) ;
  • la mésosphère : la température décroît avec l'altitude (de 50 km d'altitude à 80 km d'altitude) ;
  • la thermosphère : la température croît avec l'altitude (de 80 km d'altitude à 350 / 800 km d'altitude) ;
  • l'exosphère (de 350 / 800 km d'altitude à 50.000 km d'altitude).

CEINTURE DE VAN ALLEN

La ceinture de radiations de Van Allen est une zone toroïdale de la magnétosphère terrestre entourant l'équateur magnétique et contenant une grande densité de particules énergétiques. La rencontre de ces particules avec les molécules de la haute atmosphère terrestre est à l'origine des aurores polaires. Cette ceinture fut découverte en 1958 par James Alfred Van Allen à partir des mesures effectuées par des compteurs Geiger embarqués dans les satellites Explorer 1 et Explorer 3.

On peut, en réalité, considérer qu'elle est constituée de deux zones distinctes appelées "ceinture intérieure" et "ceinture extérieure". La première, située à environ 5000 km d'altitude, est constituée principalement de protons à haute énergie (jusqu'à plusieurs dizaines de MeV) provenant du vent solaire et du rayonnement cosmique, piégés par le champ magnétique terrestre. La ceinture extérieure, plus large, se déploie entre 20.000 et 36.000 km ; elle est constituée d'électrons également à haute énergie (<1 MeV). Les particules des deux ceintures se déplacent en permanence à grande vitesse entre les parties nord et sud de la magnétosphère. Le niveau de radiation associé serait mortel pour un spationaute sans protection.

La Terre Possède un Champ Magnétique

La Terre possède un champ magnétique produit par les déplacements de son noyau externe - composé essentiellement de fer et de nickel en fusion conducteurs - qui se comporte comme une gigantesque dynamo.

UN BOUCLIER PROTECTEUR DE LA VIE

La magnétosphère, créée par le champ magnétique terrestre, joue un rôle essentiel dans le développement de la vie sur terre en déviant les particules mortelles du vent solaire et des rayons cosmiques. Lorsque le noyau se sera refroidi (dans quelques... milliards d'années) et qu'en conséquence le champ magnétique aura disparu, il est probable que les formes de vie existantes ne pourront plus subsister. Ces conditions sont celles qui règnent aujourd'hui sur la Lune et Mars.

INVERSION DU CHAMP MAGNÉTIQUE DE LA TERRE

Le champ magnétique terrestre s'inverse durant des périodes allant de la dizaine de milliers à de nombreux millions d'années, avec un intervalle moyen de 250.000 ans environ. La dernière modification est peut-être survenu il y a 780.000 ans. Ce dernier changement a été nommé l'inversion Brunhes-Matuyama. Les inversions passées sont gardées en mémoire dans la polarité des roches magmatiques s'étant répandue de manière symétrique autour des rifts océaniques. En effet, ces rifts déversent de la lave à un taux relativement constant, ce qui donne de large bandes sol océanique dans lesquels on peut lire la direction de ce champ. Au moins une fois durant l'histoire de la Terre, le champ magnétique a gardé une direction constante pendant 30 millions d'années.

THÉORIES

Le mécanisme responsable de cette inversion géomagnétique n'est pas encore bien compris. Certains scientifiques ont produit des modèles du noyau de la Terre dans lequel le champ magnétique est quasi stable et pour lesquels la direction des pôles peut migrer spontanément d'une orientation à l'autre durant une période très courte de quelques centaines à quelques milliers d'années.
D'autres scientifiques proposent que la "géodynamo" s'arrête tout d'abord elle-même, soit spontanément ou suite à l'impact d'une comète, et qu'alors elle repart d'elle-même avec le pôle nord en haut ou en bas. Quand le nord réapparait dans la direction opposée, on considère cela comme une inversion ; par contre, dans le cas où le champ magnétique s'arrête et que le nord retourne à sa direction d'origine, on le considère comme une "excursion géomagnétique".

VERS UNE NOUVELLE INVERSION ?

Aujourd'hui, le champ géomagnétique total diminue, ce qui pourrait causer un désastre vers les années 4000 si cette tendance se poursuit. D'autres sources prévoient cette inversion vers les années 3000. Cette déterioration a commencé il y a approximativement 150 ans et s'est accélérée ces dernières années. Depuis, la force du champ magnétique terrestre a décrue de 10 à 15 %. Cependant, personne n'est sûr que la diminution de ce champ continuera dans le futur. Comme jamais personne n'a observé ces inversions et comme le mécanisme de génération du champ magnétique n'est toujours pas bien compris, il est difficile de dire si les variations observées sont les signes d'une nouvelle inversion.

C.S.M. - PLANÈTE GAÏA > Juin > 2008

Au Cœur de la Terre Primitive

SCIENCES ET AVENIR N°803 > Janvier > 2014

L'Avenir de la Terre : Vivante puis Morte

LE MONDE DES SCIENCES N°11 > Décembre-Janvier > 2014
 

   
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