Terre

La Terre est la 3ème planète du Soleil et la 5ème plus grosse:

        orbite:   149 600 000 kilomètres (1.00 UA) du Soleil
        diamètre: 12 756.3 kilomètres
        masse:    5.9736e24 kg

La Terre est la seule planète dont le nom ne dérive pas de la mythologie grecque ou romaine. Il y a, bien sur, des centaines de noms différents pour la planète dans d'autres langues. Tellus est la déesse de la Terre, du sol fertile, de la mythologie romaine (grecque: Gaïa, terra mater - Terre mère).

Il fallut attendre l'époque de Copernic au seizième siècle pour que tout le monde admette communément que la Terre n'était qu'une simple planète orbitant autour du Soleil.

Nous n'avons bien entendu besoin d'aucune sonde spatiale pour étudier la Terre, du moins superficiellement. Néanmoins, la Terre ne fut pas entièrement cartographiée avant le vingtième siècle. Les images de notre planète prises de l'espace sont d'une importance considérable et permettent par exemple d'établir des prévisions météorologiques à plus ou moins long terme. Elles sont aussi extraordinairement belles.

La Terre est divisée en plusieurs couches qui possèdent des propriétés chimiques et sismiques différentes (profondeur en Km):

             0-  40  Croûte
            40- 400  manteau supérieur 
           400- 650  région de transition
           650-2700  manteau inférieur
          2700-2890  couche D'' 
          2890-5150  noyau externe
          5150-6378  noyau interne     

L'épaisseur de la croûte varie beaucoup, elle est plus mince sous les océans que sous les continents. Le noyau interne et la croûte sont solides tandis que le noyau externe et le manteau sont liquides. Les diverses couches sont séparées par des discontinuités qui sont évidentes dans les données séismiques; la discontinuité la mieux connue est celle de Mohorovicic entre la croûte et le manteau supérieur.

La plus grande partie de la masse de la Terre se retrouve dans le manteau, le restant étant le noyau; nous n'habitons qu'une infime fraction (valeur ci-dessous x10^24 kilogrammes):

             atmosphère     = 0.0000051
             océans         = 0.0014
             croûte         = 0.026
             manteau        = 4.043
             noyau externe  = 1.835
             noyau interne  = 0.09675

Le noyau est principalement composé de fer (ou d'un aliage de fer/nickel) mais des éléments plus légers pourraient aussi être présents. Les températures dans le centre du noyau peuvent atteindre 7500 K, plus chaud qu'à la surface du Soleil. Le manteau inférieur est probablement constitué essentiellement de silicium, magnésium et d'oxygène avec du fer, du calcium et de l'aluminium. Le manteau supérieur est composé d'olivine et de pyroxène (fer, magnésium et (iron/magnesium silicate) ainsi que de calcium et d'aluminium. Notre connaissance nous vient des techniques séismiques; aux échantillons du manteau supérieur qui nous parviennent grâce à la lave des volcans mais la majorité de la Terre nous est inaccessible. La croûte est principalement composée de quartz (dioxyde de silicium) et d'autres silicates tel les feldspaths. Prise comme un tout, la composition chimique de la Terre (par masse) est comme suit:

    34.6%  Fer
    29.5%  Oxygène
    15.2%  Silicium
    12.7%  Magnésium
     2.4%  Nickel
     1.9%  Soufre
     0.05% Titane

La Terre est le corps majeur le plus dense du système solaire.

Les autres planètes telluriques ont probablement une structure et une composition similaire à celle de la Terre mais avec certaines différences: la Lune a, au mieux, un petit noyau, celui de Mercure est énorme (relativement au diamètre de la planète); les manteaux de Mars et de la Lune sont plus épais; la Terre est peut-être la seule à posséder un noyau interne et externe. Notez que, nos connaissances sur l'intérieur des planètes est principalement théorique, même pour la Terre.

Contrairement aux planètes telluriques, la croûte de la Terre est divisée en plusieurs plaques qui flottent sur le manteau liquide. La théorie qui les décrit s'appelle la tectonique des plaques. Elle se caractérise par deux processus: l'expansion des fonds océaniques et la subduction. L'expansion se produit lorsque deux plaques s'éloignent l'une de l'autre, ce qui permet à une nouvelle croûte de se former grâce au magma du manteau. La subduction se produit lorsque deux plaques se rapprochent et que le bord d'une des 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 ainsi que des collisions de plaques (Inde/Eurasie). Il y a actuellement 8 principales plaques tectoniques:

Il y a aussi au moins 20 plaques plus petites telles que l'Arabienne, Cocos et celle des Philippines. Les tremblements de terres sont beaucoup plus fréquent à la frontière des plaques tectoniques. Cartographier leur position rend facile la visualisation des frontières des plaques tectoniques (à droite).

La surface de la Terre est très jeune. Au cours des 500 derniers millions d'années, l'érosion et les phénomènes tectoniques ont continuellement détruit et recréé la presque totalité de la surface terrestre, éliminant ainsi presque toute trace des de l'histoire géologique de la surface (tel que les cratères d'impacts de météorites). La Terre est âgée de 4.5 à 4.6 milliards d'années mais les roches connues les plus vieilles ont moins de 4 milliards d'années et les roches de plus de 3 milliards d'années sont rares. Les fossiles d'organismes vivants les plus vieux recueillis à ce jour ont moins de 3.9 milliards d'années. Nous n'avons aucune trace de la période où la vie a commencé à apparaître sur la Terre.

   71% de la surface terrestre est recouverte d'eau. La Terre est la seule planète sur laquelle l'eau peut exister à la surface sous forme liquide (bien qu'il puisse y avoir de l'éthane ou du méthane liquide sur la surface de Titan et de l'eau liquide sous la surface d'Europe). L'eau liquide est bien entendu essentielle pour la vie telle que nous la connaissons. La capacité calorifique des océans est aussi capitale pour la stabilité de la température terrestre. L'eau sous forme liquide est responsable de la majeure partie des phénomènes d'érosion et de l'effritement des roches, un processus unique dans le système solaire à l'heure actuelle (bien qu'il ait pu se produire sur Mars par le passé).

L' atmosphère de la Terre est composée de 77% d'azote, 21% d'oxygène ainsi que de traces d'argon, de dioxyde de carbone et d'eau. Il y a probablement eu une quantité beaucoup plus importante de dioxyde de carbone dans la jeunesse de la Terre, mais cet élément a été presque entièrement fusionné en roches de carbonate et dans une moindre mesure, dissout dans les océans et consommé par les plantes. Les plaques tectoniques et les processus biologiques maintiennent désormais un flux continuel de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. L'infime quantité de dioxyde de carbone présente dans l'atmosphère à l'heure actuelle est extrêmement importante dans la régulation de la température de la surface de la Terre grâce à l'effet de serre. En effet, l'effet de serre maintient la température moyenne de la surface à 35 degrés C au dessus de ce qu'elle serait si cet effet n'existait pas: d'un confortable 14 degrés C, nous passerions à un glacial -21 degrés C. Les océans gèleraient et la vie telle que nous la connaissons serait impossible.

La présence d'oxygène libre sous forme de gaz est remarquable d'un point de vue chimique. L'oxygène est en effet un gaz très réactif et dans des conditions "normales", il se combinerait rapidement avec d'autres éléments. L'oxygène présent sur la Terre est produit et maintenu par des processus biologiques. Sans la vie, il n'y aurait pas d'oxygène libre.

L' interaction de la Terre et la Lune ralentit la rotation de la Terre de 2 millisecondes par siècle. La recherche actuelle indique qu'il y a environ 900 millions d'années il y avait 481 jours de 18 heures dans une année.

La Terre possède un champ magnétique assez modeste produit par des courants électriques dans le noyau. L'interaction du vent solaire, du champ magnétique terrestre et de l'atmosphère supérieure de la Terre provoquent des aurores (voir le Milieu interplanétaire). Des irrégularités de chacun de ces facteurs entraîne un mouvement du pôle magnétique par rapport à la surface; présentement le pôle ce situe dans l'arctique canadien.

Satellite de la Terre

La Lune est le seul satellite naturel que la Terre possède. Mais

           Distance  Rayon    Masse
Satellite  (000 km)   (km)     (kg)
---------  --------  ------  -------
Lune       384         1738  7.35e22

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Bill Arnett; dernière mise à jour: 6 décembre 1997


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