L’avenir de la planète Terre


La longue histoire de la planète Terre a débuté voici quinze milliards d’années. Les géologues ont essayé de reconstituer cette aventure à partir de faits, mais aussi au travers de nombreuses hypothèses. Que sera demain ?
Coucher de soleil en inde

A TRÈS LONG TERME, LA MORT DU SOLEIL

Les étoiles naissent, croissent et meurent. Les réserves d’hydrogène de notre Soleil nous assurent encore cinq milliards d’années de ses bons et loyaux services : Homo sapiens sapiens aura disparu depuis longtemps. Puis avec l’épuisement de ses réserves d’hydrogène, le Soleil va commencer à brûler son hélium en carbone et en oxygène : il va devenir une géante rouge, son volume va croître et sa surface se refroidir lentement. Midi aura la teinte de nos aurores ou de nos crépuscules mais notre planète ne se refroidira pas. Bien au contraire l’accroissement de la surface de notre Soleil rouge va surcompenser son refroidissement.

Sur la planète Terre, l’augmentation de température va provoquer la fusion des calottes glaciaires, une élévation du niveau marin et la création d’une épaisse couverture nuageuse. Du pôle Nord au pôle Sud une végétation luxuriante s’installera. Puis la température poursuivant son inexorable augmentation l’atmosphère s’évaporera, les cieux redeviendront clairs et la végétation s’enflammera, la biosphère sera réduite en cendres.

Le soleil va fondre. Poursuivant son implacable dilatation, le Soleil va en quelques centaines de milliers d’années fondre puis vaporiser tout à tout Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Puis à leur tour les planètes extérieures se volatiliseront : notre Système solaire sera devenu une nébuleuse planétaire comme celle de la Lyre. L’agonie définitive nous laissera le coeur dénudé du Soleil, une « naine blanche », et la matière de notre planète, vaporisée, retournera au milieu interstellaire.

Ouvrez vos yeux en été ! A partir de là, comme il y a 4,6 milliards d’années, de nouvelles nébuleuses vont s’assembler, dans lesquelles de nouveaux soleils vont naître et de nouveaux cortèges planétaires s’individualiser. C’est un cycle, dont les étapes nous sont dessinées sur la voûte céleste par les claires nuits d’été.

 

La trajectoire du Soleil (âges indiqués en milliards d’années) recoupera le domaine des géantes rouges, puis celui des super-géantes et finira sa course dans celui des naines blanches.

LE MOYEN TERME : LA PLANÈTE TERRE FIGÉE

Cela fait peur, non ? Le moteur thermique de la planète utilise comme carburant énergétique les éléments radioactifs à demi-vie longue. Bien que pour certains d’entre eux la période puisse atteindre des dizaines de milliards d’années, leur concentration dans la géosphère est faible. Tôt ou tard (et il est impossible aux professionnels pour l’instant de dire quand), la machinerie géodynamique de la Terre s’arrêtera.

Mais avant que nos plaques s’immobilisent, les mouvements actuels vont se poursuivre :
– l’Atlantique continuera de s’ouvrir,
– l’occlusion de la Méditerranée s’effectuera lentement mais sûrement,
– l’Australie n’arrêtera pas sa marche vers le Nord,
– le rift est-africain deviendra un étroit océan qui libèrera un « radeau somalien »,
– et ainsi de suite…
De nouvelles déchirures apparaîtront, mais nous ne savons actuellement ni où, ni quand.

Une étendue zonale. Quand toute l’énergie thermique sera épuisée, les dernières orogenèses seront soumises à l’aplanissement. En quelques dizaines de millions d’années la planète Terre aura perdu tous ses reliefs. Les continents deviendront de vastes pénéplaines analogues à certaines régions actuelles appartenant à de vieux cratons. Volcanisme et séismicité disparaîtront et la circulation atmosphérique ne sera plus entravée et guidée par les reliefs montagneux : les climats seront parfaitement zonaux. Mais notre géosphère figée n’empêchera pas la survie de la biosphère.

A COURT TERME, LA BIOSPHÈRE ET L’HOMME

Biosphère. Dans le monde actuel, la médiatisation des découvertes scientifiques (celles de la biologie en particulier), fait croire que l’Homme est en train de bouleverser son évolution et celle de la biosphère qui l’entoure. Ce message est à replacer tout-à-fait dans un contexte double, celui de la biosphère et celui de l’Homme.

Nous polluons nos nappes. La biosphère actuelle est un énorme système naturel auto-régulé dans lequel l’Homme ne représente qu’une infime fraction pondérale mais dont l’action est importante. L’Homo sapiens sapiens amènent bienfaits mais aussi nuisances. Aujourd’hui, les interactions « Homme-biosphère » sont nombreuses, à toutes les échelles et à tous les niveaux. On manquerait de recul et d’une certaine vision globale pour estimer objectivement leurs effets : ne protégeons-nous pas certaines espèces en voie de disparition (et ceci de façon naturelle) ? … tout en polluant l’atmosphère et nos nappes phréatiques. Quel que soit son futur, la biosphère survivra à l’Homme.

Charbons et pétroles. Enfin, un dernier aspect concerne l’utilisation par l’Homme d’énergies non renouvelables (comme les charbons et les pétroles), exploitation relativement récente (début du XIX è siècle) mais sujette à des crises et forcément limitée dans le temps. L’Homo sapiens est une espèce particulière qui n’évolue plus dans les conditions naturelles de la planète Terre.

Le Roi Homo sapiens sapiens. C’est une espèce qui influence sans cesse les modalités de son évolution. Depuis longtemps, depuis sa sédentarisation, l’Homme cherche à éviter les lois contraignantes de la sélection naturelle : les vaccinations, la protection de la mère et de l’enfant, la maîtrise de la reproduction, les règles sociales, … sont autant d’outils qu’il s’est créés. La question de savoir s’il les utilise à bon escient est une question qui relève de domaines différents de ce qui est exposé dans cet article. Quoiqu’il en soit, les techniques biologiques d’aujourd’hui, inventées demain, font et feront qu’Homo sapiens sapiens détient les rênes de son évolution.

***

Le problème de l’avenir de l’Homme ne se pose plus en termes naturalistes mais décisionnels : quels choix ? pour quelle histoire future ? Un vaste programme n’est-il pas vrai mais bien passionnant.

Remerciements à J.M. Caron de Lyon, A. Gauthier d’Ajaccio, A. Schaaf de Strasbourg, J. Ulysse, J. Wozniak de Chateauroux, de leurs enseignements sur la planète Terre.

 

Les étoiles


 Les corps célestes du système solaire sont à peu près bien connus, en raison de leur relative proximité de la Terre. L’homme a débarqué sur la Lune, des engins télécommandés ont foulé le sol martien, les sondes Voyager ont pu observer toutes les planètes, approcher des comètes et des météorites.

 

BONNE ANNÉE A TOUS

Quelques impressions du système solaire

Quant au Soleil, il est ausculté en permanence, tant paraît grande son influence sur le comportement de la haute atmosphère de la Terre et sur l’évolution de son climat.

Le Soleil est notre étoile

Le Soleil est composé essentiellement d’hydrogène (92,1 %) et d’hélium (7,8 %), le second provenant de la fusion du premier. La température de surface du Soleil est voisine de 6 000 K, alors qu’elle est de 15.106 K en son centre, soit un gradient moyen d’environ 20 K.km-1.

Coupe schématique du Soleil.

Coupe schématique du Soleil. D’après D. Benest et al, simplifié.
Le soleil est constitué d’un cœur, où s’opèrent les réactions nucléaires, d’une épaisse enveloppe radiative couronnée par une enveloppe convective. Le tout est coiffé par la photosphère, peu épaisse de 400 km, qui constitue la surface visible du Soleil, où s’individualisent les fameuses taches solaires. Au-dessus « sorte d’atmosphère solaire ». Elles ne sont visibles que lors des éclipses de Soleil.
C’est le domaine du Soleil actif, turbulent, le siège de projections et d’éruptions spectaculaires de matière : petits jets, dans la chromosphère, grands jets, fontaines et protubérances dans la couronne.
Outre les éruptions et les projections, la photosphère émet principalement des protons et des électrons, qui constituent le vent solaire, et des photons (le maximum du rayonnement se situant dans le domaine du visible) et des neutrinos. Comme toutes les étoiles, le Soleil perd de la matière expulsée sous la forme de protons, émis à certaines vitesses qui balayent tout le système solaire. La Terre est protégée de ce vent solaire par son champ magnétique, qui fait office de «parapluie».
De rares bouffées de vent solaire peuvent franchir ce bouclier magnétique et, en bombardant l’atmosphère raréfiée des zones polaires, engendrer une luminescence. Ce sont les aurores polaires.
Sur la Lune et Mercure, qui ont une atmosphère ténue, le vent solaire est, avec les impacts météoritiques, un puissant agent d’érosion. Les neutrinos sont des particules formées lors de réactions nucléaires. Ils ne doivent pas être confondus avec les rayons cosmiques, qui sont majoritairement des protons extrêmement énergétiques et d’origine extragalactiques. Les neutrinos n’ont pas de masse, ou une masse très petite. Ils se déplacent à la vitesse de la lumière. Traversant notre corps et la partie supérieure de la lithosphère, ils sont difficiles à mettre en évidence et à comptabiliser. Sur la surface solaire apparaissent des taches sombres qui correspondent à des zones de sortie du champ magnétique déformé par des différences de vitesse de rotation entre les zones polaire et équatoriale. Le champ magnétique solaire est généré par les mouvements internes de la matière solaire. Il émerge dans les taches solaires, qui présentent des polarités positives et négatives, reliées par des lignes de force.

Classification des étoiles

Notre soleil est une étoile. Mais toutes les étoiles ne lui sont pas identiques. Elles diffèrent notamment par leurs masses, leur température et leur luminosité. Ces trois paramètres sont utilisés pour établir un diagramme nommé d’Hertzsprung-Russel (H-R), utilisé pour la classification des étoiles. Concernant l’avenir de notre étoile, le Soleil, nous pouvons prévoir que les « carburants » successifs (l’hydrogène, puis l’hélium, puis des éléments plus lourds) s’épuiseront progressivement, amenant une succession d’arrêts de l’usine » nucléaire.
 Ces arrêts s’accompagneront d’autant d’effondrements du Soleil sur lui-même et induiront des accroissements de la pression et de la température tels que d’autres réactions nucléaires seront activées. Le Soleil se dilatera alors et se transformera en une géante rouge (pour ce type d’étoile, l’accroissement de la luminosité est lié à une augmentation du volume et non de la température).
En même temps, sa masse diminuera d’un quart à un tiers. Ses enveloppes externes seront éjectées, ce qui aura deux conséquences : un stellaire et la formation, à partir du cœur, d’une étoile de type naine blanche. Il s’agit d’une étoile chaude, mais peu lumineuse du fait de sa petite taille, dont la masse volumique est énorme, soit la masse d’un éléphant dans un dé à coudre ! Les réactions nucléaires s’arrêtant, la température diminuera et la naine blanche cheminera vers sa mort. Les étoiles beaucoup plus massives que le Soleil ont une évolution un peu différente, qui les conduit vers des étoiles du type super géantes rouges, puis vers des supernovae et des étoiles à neutrons, voire des trous noirs. Les trous noirs, les mal nommés puisqu’ils sont plein de matière, sont de deux types : – les stellaires, les galactiques. – La masse volumique des trous noirs est si élevée (plusieurs tonnes par cm3) que la lumière y est retenue prisonnière. Les trous noirs et les étoiles à neutrons sont des objets célestes morts, où la fusion nucléaire a cessé.
Dans les années 1980, certains auteurs de science fiction auront-ils imaginé que les trous noirs pouvaient représenter des « sas » permettant d’accéder à d’autres univers  …

Sources : Comprendre et enseigner la planète terre – jm caron, a gauthier

 

Les planètes


Un cygne sur l'eau
Nos oiseaux palmipèdes à plumage blanc, habitants de la planète.



La masse permet de distinguer les planètes des étoiles. Les premières ont une masse trop petite pour que la pression et la température soient suffisamment fortes pour déclencher des réactions nucléaires.

 

Les planètes tournent toujours

Généralités

Encore un voyage à imaginer dans les étoiles….
La plus petite étoile a une masse qui est environ 1/100 de la masse du Soleil, alors que Jupiter, la plus grosse planète du système solaire, a une masse de l’ordre de 1/1 000 de celle du Soleil. Les planètes n’émettent pas ou très peu d’énergie; elles se contentent de réfléchir le rayonnement envoyé par leur étoile.
English: All planets of our solar system. The Photos of the Planets are from the NASA-Site: Photojournal
The Image you see is from Solare Planeten99.jpg by Horst Frank, modified by Egg (Pluto cut off).
Русский: Все планеты нашей Солнечной системы. Фотографии планет с сайта НАСА: Photojournal
Изображение, которое вы видите, модифицировано Egg (отрезан Плутон) из Solare Planeten99.jpg (автор Horst Frank).

 

Un peu d’histoire à comprendre, ancienne

Le terme planète (du grec planêtes) signifie « nomade », « errant ». Les Grecs avaient très tôt distingué les planètes, mobiles, sur un fond étoilé fixe. Ils avaient repéré sept planètes visibles à l’oeil nu. Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, la Terre et son satellite la Lune, à cette époque assimilée à une planète. Uranus ne sera découvert qu’à la fin du XVIIIè siècle par l’astronome anglais William Herschel (1738-1822), grâce à l’utilisation d’un télescope puissant.

 

Passionnant non ?
Les sept corps célestes mobiles répertoriés par les Grecs sont peut-être à l’origine de la « magie » qui entoure le chiffre 7 (7 merveilles du monde, 7 nains, 7 péchés capitaux, 7 jours de la semaine …) A ces sept planètes, on ajoute aujourd’hui Uranus, Neptune et Pluton et l’on retranche la Lune pour arriver aux neuf planètes. Huit devrait-on dire en excluant Pluton. Mais les neuf planètes du système solaire ont encore de beaux jours devant elles.
On distingue donc les planètes telluriques (comparables à la Terre) : Mercure, Vénus, la Terre, Mars et la ceinture d’astéroïdes, des planètes gazeuses (encore appelées joviennes – comparable à Jupiter – ou géantes) : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Certains astronomes opèrent une coupure de deuxième ordre au sein des planètes joviennes, distinguant Jupiter et Saturne, géantes essentiellement gazeuses, d’Uranus et de Neptune, géantes où les glaces jouent un rôle prépondérant.

Coucher de satellite, la lune

Y aurait-il une Présence de vie ?

La Terre est la seule planète du système solaire à abriter la vie. Les expériences du programme Viking (1975-1982) n’ont pas détecté la présence de vie sur Mars. L’identification de molécules et de structures peut-être d’origine organique dans une météorite ayant heurté la Terre en août 1996 et provenant de Mars a relancé le débat sur la vie martienne. Mars se trouve à une distance du Soleil compatible avec l’éclosion de la vie (température variant de 0° C et -120  C°). Si la vie existe, elle est à rechercher dans les glaces, voire l’eau, présentes dans les sols.
Sur Vénus, la pression atmosphérique est voisine de 100 bars, soit cent fois celle de la Terre. L’atmosphère secondaire est constituée de vapeur d’eau dominante, d’azote, de méthane et de dioxyde de carbone, qui génèrent un important effet de serre, probablement responsable des très fortes températures enregistrées (470°C). Sur Mercure, la température varie, selon l’orientation de la planète par rapport au Soleil tout proche, de – 180 ° C à + 400°C). Sur Mercure, la température varie, selon l’orientation de la planète par rapport au Soleil tout proche, de – 180 ° C à + 400 °C et l’atmosphère est quasiment inexistante. La pression atmosphérique est de 2.10-9 bars, soit deux milliardièmes de la pression atmosphérique terrestre.

La vie n’a donc guère de chance de se développer sur Vénus et Mercure.

Le Volcanisme

On connaît un volcanisme actif uniquement sur la Terre. Sur les autres planètes telluriques, le volcanisme est fossile. Le plus important relief volcanique fossile connu dans le système solaire est le mont Olympus, sur Mars (hauteur 25 km, diamètre 500 km)
quand je vous dis qu’il faut venir s’instruire sur mon blog …

Sur Vénus, des coulées de laves sombres de plus de 100 km de longueur, s’échappant d’énormes caldeiras, ont été identifiées, ainsi que des chapelets de dômes, au diamètre moyen de 25 dm et à la forme de cactus. Ces derniers sont probablement constitués de laves visqueuses, à moins que ce ne soit la pression atmosphérique élevée qui entrave la sortie des magmas.

Sur la Lune, assimilée ici à une planète tellurique, il n’existe pas d’édifices volcaniques coniques, mais des épanchements qui, à partir de fissures, viennent combler des dépressions pour former les fameuses mers lunaires.

Sources : Jm Caron A. Gauthier, comprendre et enseigner la planète Terre

Planètes, nucléaire de 2010


C’est Antoine Lefébure qui nous avait rapporté dans son blog qu’un lobby nucléaire a eu l’idée « originale » de monter un concours de beauté à la manière altière de l’égalité des chances de Madame de Fontenay pour élire « miss Atom 2009 ».

Election de Miss nucléaire
Peut être qu’en 2010 concernant les Miss (très d’actualité) Nucléaires, ce sera mieux qu’en 2009
 Résultat : de belles Russes bien blondes ont posé en bikini au milieu de cheminées de refroidissement! Aussitôt, les écologistes américains ont organisé leur propre concours où de jeunes écolos posent avec des panneaux antinucléaires. Difficile de trouver un décor plus moche! Heureusement que les filles étaient belles !

 

 Que nous réserve 2010 en la matière ?

Source le11emeblog.com