La Terre est une planète vivante ; or les mystères de sa vie ne sont connus que depuis quelques décennies. Longtemps, la connaissance de la chronologie des terrains et des événements ne fut qu'approximative ; pourtant, tous les phénomènes abordés par les sciences de la Terre ne trouvent leur sens que placés dans leur cadre temporel. Le temps peut maintenant être mesuré. Il apparaît ainsi que l'homme occupe une part infime dans cette longue évolution. En est-il l'aboutissement ? C'est là une question que posent les sciences de la Terre. Notre planète occupe la troisième position dans l'ordre croissant des distances au Soleil et le cinquième rang pour ses dimensions. Elle est représentée par le symbole Ù . Données astronomiques La forme de la Terre La Terre a la forme d'un ellipsoïde de révolution dont le diamètre polaire est plus petit que le diamètre équatorial. Un méridien terrestre a la forme d'une ellipse dont le petit axe est la ligne des pôles. Cette forme ellipsoïdale est la conséquence de l'action de la force centrifuge, maximale à l'équateur et nulle aux pôles. Le rayon équatorial (a) mesure 6 378,140 km et le rayon polaire (b) 6 356,744 km. L'aplatissement donné par le rapport a - b/a est égal à 1/298,257. La circonférence atteint 40 075 km à l'équateur. La superficie totale est estimée à 510 millions de km2, dont 70,9 % de mers (soit 362 millions de km2) et seulement 29,1 % de terres émergées. La masse est évaluée à 5,976 × 1024 kg. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats centrifuge (force) équateur - 2.GÉOGRAPHIE Les livres Terre - la Terre vue de l'espace, page 5140, volume 9 Lune - la Terre vue de la Lune, page 2941, volume 6 Les mouvements de la Terre Le mouvement annuel. La Terre décrit autour du Soleil une ellipse peu différente d'un cercle, à une distance moyenne de 149 600 000 km. Elle parcourt son orbite en 365,2564 jours (année sidérale), à une vitesse moyenne de 29,8 km/s. Sa distance au Soleil varie de 147 100 000 km à 152 100 000 km. Le périhélie - ou distance minimale - est atteint au début du mois de janvier ; et l'aphélie - point le plus éloigné du Soleil -, au début du mois de juillet. La Terre tourne sur elle-même en 23 heures 56 minutes 4 secondes. Ce temps, appelé jour sidéral, sépare deux passages consécutifs d'une même étoile au zénith d'un même méridien. Le jour solaire, qui s'écoule entre deux passages du Soleil au même méridien, est en moyenne de 24 heures. La différence entre jour sidéral et jour solaire est due au mouvement de la Terre sur son orbite. Le jour sidéral augmente de 1/1 000 de seconde par siècle. Le phénomène des saisons résulte de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre sur le plan défini par la trajectoire de celle-ci autour du Soleil, ou écliptique. Cet axe fait un angle de 23 o 27' avec la perpendiculaire au plan de l'écliptique et conserve, si l'on néglige la précession des équinoxes, une direction fixe dans l'espace. Au cours d'une rotation annuelle, les rayons du Soleil frappent ainsi la Terre sous des angles d'incidence différents. La quantité de chaleur arrivant au sol est d'autant plus grande que l'angle d'incidence est plus fort. L'inclinaison de 23 o 27' se retrouve sur la sphère céleste entre le plan de l'équateur céleste et le plan de l'écliptique. Cet angle est matérialisé par le cheminement du Soleil à travers les constellations du zodiaque. L'écliptique coupe l'équateur céleste en deux points : (, ou point vernal, qui correspond à l'équinoxe de printemps, et (', point de l'équinoxe d'automne. Hors de ces points, le Soleil se trouve soit au-dessus de l'équateur (en été), soit en dessous (en hiver). À l'équinoxe de printemps (le 19, le 20 ou le 21 mars), le Soleil traverse le plan de l'équateur céleste au point ( ; sa déclinaison est nulle ; le cercle d'illumination de la Terre passe par les pôles. Sur toute la Terre, le jour et la nuit ont des durées égales. Entre l'équinoxe de printemps et le solstice d'été, la déclinaison du Soleil est positive et croissante (le Soleil est au-dessus de l'équateur céleste) ; dans l'hémisphère nord, les jours sont plus longs que les nuits, et leur durée augmente ; dans l'hémisphère sud, au contraire, ils sont plus courts que les nuits, et leur durée diminue. Au solstice d'été (le 20, le 21 ou le 22 juin), la déclinaison du Soleil est maximale, égale à + 23 o 27' ; pour l'hémisphère nord, c'est le jour le plus long. Du solstice d'été à l'équinoxe d'automne, la déclinaison est toujours positive, mais décroissante ; les jours diminuent dans l'hémisphère nord et augmentent dans l'hémisphère sud. À l'équinoxe d'automne (le 22, le 23 ou le 24 septembre), la déclinaison du Soleil est à nouveau nulle ; le Soleil traverse l'équateur céleste au point ('. À partir de cet équinoxe, la déclinaison devient négative (le Soleil est au-dessous de l'équateur céleste). Au solstice d'hiver (le 21, le 22 ou le 23 décembre), elle est minimale, égale à - 23o 27'. Elle croît ensuite jusqu'à l'équinoxe de printemps. Les zones géographiques découlent de la variation de la déclinaison. Les tropiques représentent les lieux pour lesquels le Soleil, au moment de sa culmination (à midi de l'heure solaire), se trouve au zénith le jour du solstice d'été pour l'hémisphère nord ; le jour du solstice d'hiver, pour l'hémisphère sud. Le tropique du Cancer est le parallèle de latitude 23o 27' N et le tropique du Capricorne, le parallèle de latitude 23o 27' S. Les cercles polaires arctique et antarctique correspondent aux parallèles de latitude 66o 33' N et S ; le Soleil y parcourt l'horizon en entier le jour du solstice et ne se couche donc pas. On ne peut observer le Soleil de minuit que sous les très hautes latitudes, au-delà des cercles polaires. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats année cercles polaires culmination déclinaison - 1.ASTRONOMIE écliptique ellipse - 1.MATHÉMATIQUES équation du temps équinoxe hémisphère heure jour minuit périhélie pôles - Introduction révolution - 1.ASTRONOMIE rotation - 1.ASTRONOMIE saison sidéral (jour) solstice sphère céleste temps - La notion physique - Historique de la mesure du temps Chronologies et calendriers tropiques - Introduction vernal (point) zénith zodiaque Les livres Terre - la banquise antarctique, page 5141, volume 9 La précession des équinoxes. La direction de l'axe de la Terre varie très lentement et décrit dans le ciel un cône de révolution de demi-angle au sommet de 23o 27' en 26 000 ans environ. Ce phénomène, dit de précession, est dû au fait que la Terre n'est pas parfaitement sphérique. Les attractions exercées par le Soleil et la Lune sur le renflement équatorial appliquent une force sur l'axe de rotation de la planète. Il s'ensuit qu'au cours des âges ce n'est pas toujours le même astre qui indique la direction du nord et mérite le nom d'étoile polaire. Chaque fois que le Soleil coupe l'équateur céleste au printemps, sa position par rapport aux étoiles se trouve légèrement en arrière de celle de l'équinoxe de printemps précédent : c'est la précession des équinoxes. Ainsi, l'année tropique, calculée d'un équinoxe de printemps à l'autre, n'est que de 365,2422 jours, soit 20 minutes de moins que l'année sidérale, qui est le temps compris entre deux coïncidences de la direction du centre du Soleil avec une même étoile située dans le plan de l'écliptique. À la précession s'ajoute l'effet de nutation, qui se manifeste comme un mouvement d'oscillation de l'axe de rotation de la Terre, de 9o de part et d'autre d'une position d'équilibre correspondant au cercle de précession, et qui est dû à l'influence de la Lune. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats écliptique Lune - Introduction nutation polaire (Étoile) précession des équinoxes Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats calendrier - Introduction calendrier - La mesure de l'année orbite sciences (histoire des) - L'espace - La disparition des orbes célestes corporels et l'apparition de la notion d'orbites Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats cosmographie Les médias planète astres magnétisme terrestre Structure de la Terre La planète Terre est constituée d'enveloppes concentriques dont les plus externes, l'atmosphère et l'hydrosphère, renferment la biosphère, qui représente l'ensemble des êtres vivants. L'atmosphère qui entoure la Terre a une masse estimée à 5,13 × 1018 kg, dont les constituants principaux sont l'azote (78,08 %) et l'oxygène (20,94 %). L'hydrosphère, dont la masse est estimée à 1,37 × 1018 tonnes, est constituée, pour 97,1 %, par les océans ; le reste correspond aux glaces polaires (1,7 %), aux eaux continentales et à l'eau atmosphérique. La biosphère ne représente que 3 × 1017 g ; si on l'étalait uniformément, elle ne formerait qu'une couche de 10 cm à la surface de la Terre. C'est donc la plus modeste des « enveloppes » terrestres ; mais c'est elle qui fait l'originalité de notre planète. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atmosphère a zote biosphère - La composition de la biosphère géomorphologie hydrosphère météorologie - Les mouvements de l'atmosphère oxygène La structure du globe La densité moyenne du globe terrestre est de 5,52, alors que celle des roches superficielles n'est que de 2,75. Les hypothèses actuelles sur la constitution du globe reposent sur des études géophysiques : gravimétrie, magnétométrie et, surtout, étude du mode de propagation des ondes sismiques, ou séismologie. Selon ces hypothèses, notre planète est formée de trois enveloppes concentriques : la croûte lithosphérique (le sial des anciens auteurs) ; le manteau (le sima des anciens auteurs) et le noyau (ou nife). Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats géophysique lithosphère nife sial sima La croûte lithosphérique. Il en existe deux types : celle qui se trouve sous les continents atteint une épaisseur moyenne de 30 km, et sa composition est proche de celle du granite ; celle qui se trouve sous les océans est d'une épaisseur réduite (5 ou 7 km), et sa composition est voisine de celle du basalte. La température y augmente avec la profondeur de 30 o C par km (gradient géothermique). Ce gradient s'abaisse à 20 o C/km en profondeur dans la croûte continentale dont la température atteindrait 700 o C à sa limite inférieure. La croûte est séparée du manteau sous-jacent par une surface appelée discontinuité de Mohorovi?i?, au-dessous de laquelle la vitesse des ondes sismiques augmente brutalement (passant par exemple de 6,2 à 8,2 km.s-1). Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats basaltes granite lithosphère sial Les médias Terre - éléments composant l'écorce terrestre dérive des continents Les livres Terre - la structuration d'une chaîne de montagnes, page 5143, volume 9 Le manteau. Le manteau est formé de péridotites constituées de silicates ferromagnésiens. Sa partie supérieure est solide et solidaire de la croûte ; l'ensemble croûte et manteau supérieur constitue la lithosphère, épaisse de 100 km. Le matériel mantellique devient visqueux à cette profondeur où il forme l'asthénosphère, épaisse d'une centaine de kilomètres, animée de courants de convection qui seraient le moteur de la tectonique des plaques. L'asthénosphère sépare la lithosphère de la mésosphère rigide qui forme le reste du manteau jusqu'à 2 900 km de profondeur. La température y varierait de 1 000 à 2 000 o C. La base est marquée par une nouvelle surface séparant le manteau du noyau : la discontinuité de Gutenberg. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats lithosphère silicate sima tectonique des plaques volcanologie - L'origine des magmas Le noyau. Le noyau externe est situé entre 2 900 et 5 100 km de profondeur. Il présente les propriétés d'un fluide ; les ondes sismiques de cisaillement ne sont pas transmises. Sa densité varie de 10 à 12. Il serait constitué essentiellement de fer (86 %), de soufre et d'un peu de nickel. C'est dans cette partie fluide du noyau, fonctionnant comme une dynamo auto-entretenue, que prendrait naissance le champ magnétique terrestre (voir géomagnétisme). Le noyau interne, ou graine, est situé dans les profondeurs extrêmes de la Terre, entre 5 100 et 6 360 km de la surface. Il est séparé du noyau externe par la discontinuité de Lehman. Solide, composée de fer et de nickel, la graine possède une densité élevée, de 12 à 17. La température y est estimée à 4 000 ou 5 000 o C. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats fer géomagnétisme nife volcanologie - L'origine des magmas Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats tectonique des plaques - Introduction Les livres Terre - le globe terrestre, page 5142, volume 9 La naissance et l'âge de la Terre L'astronomie et la physique nucléaire ont permis d'évaluer avec une précision de plus en plus grande l'âge de la Terre. La mesure de la radioactivité (voir géochronologie) des roches du socle du Groenland donne un âge de 3,8 milliards d'années, l'âge de la Terre étant évalué à 4,5 milliards d'années, âge qui est aussi celui que l'on attribue au système solaire. Différentes hypothèses ont tenté d'expliquer l'origine de la Terre : les unes admettent qu'elle s'est formée à partir du Soleil ; d'autres, plus volontiers retenues aujourd'hui, supposent qu'elle résulte d'une agglomération gravitaire de matière interstellaire concentrée en une nébuleuse protosolaire en forme de disque. Le disque se serait scindé en anneaux dont la condensation a donné les protoplanètes, parmi lesquelles la Terre. Après (ou pendant) cette phase d'accrétion commence une phase de différenciation interne qui aboutira à la structure actuelle du globe. Les éléments les plus lourds, ou sidérophiles, occupent le domaine le plus interne ; les éléments chalcophiles se concentrent surtout sous forme de sulfures dans la partie médiane ; et, enfin, les éléments lithophiles, sous forme d'oxydes et de silicates, occupent la partie périphérique. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats géochronologie Naissance de la lithosphère Dès les premiers âges de la Terre, l'enveloppe la plus externe, solidifiée par refroidissement, s'est sans doute fragmentée en plaques dont les mouvements devaient être très importants en raison de l'énergie thermique considérable d'alors. Ces plaques d'origine mantellique conservèrent une composition de type océanique jusque vers 4 milliards d'années, époque à partir de laquelle les ceintures orogéniques (liées aux zones de subduction et aux collisions) donnèrent naissance à la croûte continentale, d'abord par extraction, puis par accrétion, chaque nouvelle ceinture orogénique venant accroître le domaine continental existant. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats continent lithosphère tectonique des plaques - Histoire de la tectonique des plaques Naissance de l'atmosphère Dès que la densité de la protoplanète fut suffisante, les forces de gravité purent retenir les substances gazeuses qui constituèrent une atmosphère primitive, vers 4,4 milliards d'années. Le refroidissement de la planète s'accompagnant d'un dégazage, il se constitua peu à peu une atmosphère secondaire formée de gaz carbonique, de méthane, d'ammoniac et de vapeur d'eau. Il fallut attendre les premières manifestations photosynthétiques, vers 2,8 milliards d'années, pour voir apparaître l'oxygène. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats atmosphère biogenèse météorologie - Les mouvements de l'atmosphère photosynthèse volcanologie - Les volcans et l'homme Naissance de l'hydrosphère L'étude des sédiments les plus anciens indique que l'eau sous sa forme liquide est apparue à la surface de la planète il y a environ 3,5 milliards d'années. Originaire du magma, l'eau s'est maintenue, à l'état de vapeur, autour de la planète par la force de gravitation. Elle s'est condensée en pluies dès que les conditions thermiques le permirent, pour former les premiers océans. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats hydrosphère Les livres Terre - la mer vue du ciel, page 5144, volume 9 Terre - la zone du canal de Suez, vue par satellite, page 5144, volume 9 L'énergie interne Le globe terrestre est une énorme machine thermique. Son énergie résulte d'abord de l'énergie cinétique de la collision des corps dont l'accrétion a formé le globe, transformée ensuite en énergie thermique. Une autre partie de son énergie résulte de la différenciation et de la formation des diverses enveloppes du globe, libérant une énergie gravitationnelle et une énergie de compaction. La dernière source d'énergie, encore active aujourd'hui, est constituée par la désintégration des corps radioactifs. Toute cette énergie alimente le flux géothermique terrestre et entretient les courants de convection mantelliques. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats énergie - L'origine de l'énergie sur la Terre - Introduction L'histoire de la Terre L'histoire de la Terre nous est mieux connue que son origine, grâce aux renseignements fournis par l'étude des roches de la croûte et aux connaissances acquises grâce à la tectonique des plaques. On a ainsi constaté une succession de périodes de grande activité orogénique correspondant au stade de collision continentale. Les orogenèses calédonienne et hercynienne se succédèrent durant le paléozoïque, l'orogenèse alpine marquant le cénozoïque. Lors des périodes de rémission orogénique, l'action de la géodynamique externe, les forces d'érosion, les glaciations, la sédimentation aboutirent à l'aplanissement et au modelé des reliefs : c'est la glyptogenèse. L'action conjuguée de l'orogenèse et de la glyptogenèse a abouti à la morphologie actuelle de la Terre. L'amplitude de ces phénomènes, comparée aux dimensions de la Terre, reste cependant très modeste. La différence de niveau entre le plus haut sommet, le mont Everest (8 846 m), et la fosse des Mariannes, la plus profonde connue (11 034 m), est insignifiante par rapport aux rayons de la Terre (6 357 km aux pôles et 6 378 km à l'équateur). Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats calédonien érosion géomorphologie glaciologie - Les glaciations hercynienne (chaîne) orogenèse roches - L'étude des roches sédiment tectonique tectonique des plaques volcanologie - Naissance de la volcanologie Les livres Terre - le relief terrestre, page 5141, volume 9 Naissance de la biosphère Les molécules organiques interstellaires ne sont pas rares. On ne peut toutefois parler d'activité biologique que lorsqu'il y a autoreproductibilité de ces substances ou de leurs assemblages. Sur la Terre, la vie serait ainsi apparue, sous forme de micro-organismes de type bactérien, il y a environ 3,2 milliards d'années. L'expansion et la diversification des manifestations de la vie, d'abord lentes, furent ensuite de plus en plus rapides. Il y a environ 2,8 milliards d'années, l'apparition des substances photosensibles (chlorophylle), capables de transformer l'énergie solaire en énergie chimique, d'extraire l'oxygène du dioxyde de carbone, marque une étape décisive. Les premiers vertébrés aquatiques apparaissent vers - 505 millions d'années, les premiers vertébrés terrestres, vers 370 millions d'années, les premiers hominidés, vers - 5 millions d'années. L'homme est donc l'un des éléments les plus jeunes de la planète Terre ; et pourtant c'est maintenant partiellement de lui que dépend l'avenir de ce qui mit plus de quatre milliards d'années à se structurer. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats bactérie chlorophylle végétal (règne) - Historique du monde végétal - Introduction vie Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats astres - Le système solaire géologie monde planète planétologie système solaire tectonique des plaques Les livres Terre - vue aérienne des sommets enneigés de la Sierra Nevada, page 5140, volume 9 Terre - Bali (Indonésie), page 5141, volume 9 Terre - l'Himalaya vu depuis l'espace, page 5145, volume 9 Terre - la montagne vue du ciel, page 5145, volume 9 Les indications bibliographiques S. Elmi et C. Babin, Histoire de la Terre, Masson, Paris, 1996. C. Pellant, la Terre, Bordas, Paris, 1986. P. J. Smith, la Terre, Armand Colin, Paris, 1987.
