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UNITÉ 1 LA TERRE UNE PLANÈTE DU SYSTÈME SOLAIRE L’univers est l’ensemble de tout ce qui existe. 1. L’univers L’univers est l’ensemble de tout ce qui existe. Dans le sens astronomique, l’Univers est l’ensemble des astres qui forment des 1
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ITÉ
1 LA TERREUNE PLANÈTE DU SYSTÈME SOLAIRE
L’univers est l’ensemble de tout ce qui existe.
1. L’universL’univers est l’ensemble de tout ce qui existe. Dans le sens astronomique, l’Univers est l’ensemble des astres qui forment des milliards de galaxies séparées les unes des autres par des milliards de kilomètres.
Les divers éléments de l’Univers sont, en ordre décroissant de grandeur: les galaxies, les systèmes solaires, les étoiles, les planètes et les satellites naturels.
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2. Les galaxies
Les galaxies sont de gigantesques regroupements d’étoiles, de planètes, de poussière et de gaz retenus par gravitation.
La Voie Lactée est notre galaxie. Sa forme est en spirale.
Toutes les étoiles que nous voyons dans le ciel font partie de la Voie Lactée. Elle en compte environ 200 milliards. Il y a des étoiles Géantes, beaucoup plus grosses que notre soleil.
Nous ne savons pas si d'autres planètes sont habitées ou s’il y a de la vie ailleurs.
3. Le système solaire
Notre système solaire est constitué d'une étoile, le Soleil, et de huit planètes qui tournent autour de lui sur des orbites quasi-circulaires. Certaines de ses planètes possèdent des satellites et des anneaux. Dans l’ordre par éloignement croissant avec le Soleil, les planètes de notre système solaire sont : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Le système solaire renferme aussi une multitude d'astéroïdes. Ce sont des corps relativement petits dont la taille va de celle d'un grain de poussière à près d'un millier de km. Une partie de ces astéroïdes forment une ceinture entre les orbites de Mars et de Jupiter.
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La Voie Lactée
La Voie Lactée
4. La Terre
L a Terre, notre planète, a la forme d’une sphère plus ou moins régulière.
Située entre Vénus et Mars, elle est la troisième planète de notre système solaire.
Ses dimensions sont les suivantes:
- diamètre à l’équateur: 12.756 km;
- circonférence à l’équateur: 40.076 km.
L’axe de rotation de la Terre est incliné de 23º27’ degrés.
5. La Lune
La Lune est le seul satellite naturel de la Terre.
La Lune tourne autour de la Terre en 27 jours, 7 heures et 43 minutes, à une distance moyenne de 384.400 km. Dans le même temps, elle accomplit une rotation complète sur elle-même.
Sur la Lune, il n’y a pas de vie à cause de l’absence d’atmosphère et d’hydrosphère.
6. Les composantes de la Terre
Les quatre composantes de la Terre sont :
- l’atmosphère, - l’hydrosphère, - la lithosphère et - la biosphère.
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Exercice 1. Complète le tableau ci-dessous à l’aide des images.
0 1 2
3 4 5
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PLANÈTE DISTANCE MOYENNE DU SOLEIL (EN MILLIONS DE
KILOMÈTRES)
DURÉE DE RÉVOLUTION AUTOUR DU SOLEIL
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2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
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Exercice 2. Associe chaque mot à sa définition.
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AstéroïdeAtmosphèreAxe de RotationBiosphèreComète
__________
ÉtoileGalaxieHydrosphèreLithosphèreMétéorite
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PlanèteSatellite NaturelSoleilSystème solaireUnivers
1. Astre présentant un noyau brillant (tête) et une gigantesque traînée gazeuse (chevelure et queue).
2. Astre gazeux qui possède et diffuse sa propre lumière et sa propre énergie.
3. Astre sans lumière propre qui, en plus de tourner sur lui-même, gravite autour du Soleil.
4. Axe imaginaire traversant les deux pôles.
5. Corps céleste éteint et sans vie gravitant autour d’une planète.
6. Corps céleste formé de débris de planètes, de gaz et de glace.
7. Couche vitale de la Terre qui résulte de l’interaction de l’atmosphère, de l’hydrosphère et de la lithosphère.
8. Élément rocheux du système solaire, filant à grande vitesse, qui s’écrase au sol ou se désintègre au contact de l’atmosphère.
9. Ensemble constitué d’une étoile, le Soleil, autour de laquelle gravitent huit planètes, de nombreux satellites naturels et une ceinture d’astéroïdes.
10. Ensemble des astres qui forment des milliards de galaxies séparées les unes des autres par des milliards des kilomètres.
11. Ensemble des étendues d’eau qui recouvrent la surface de la Terre.
12. Étoile de grandeur moyenne et d’âge moyen qui fait partie de la Voie lactée.
13. Gigantesque regroupement d’étoiles, de planètes, de poussières et de gaz retenus par gravitation.
14. Mince couche de gaz qui entoure la Terre.
15. Surface solide de la Terre qui englobe tous les éléments du relief des continents: montagnes, plaines, plateaux, volcans, etc.
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Exercice 3. Lis le texte et réponds aux questions.
Gliese-581g, exoplanète habitable ?30 septembre 2010
Après onze années d'observations, les astrophysiciens américains Steven Vogt et Paul Butler pensent avoir trouvé une exoplanète qui pourrait potentiellement être propice à la vie, à environ 20 années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Balance.
Les astronomes pensent en effet que cette exoplanète, qui orbite autour d'une naine rouge nommée Gliese 581, bénéficie d'une température favorable et des conditions de bases à la vie.
Une des faces de Gliese-581g serait constamment exposée à son étoile, alors que l'autre serait constamment dans l'obscurité. Cela implique qu'une des faces serait très chaude, l'autre glaciale, mais les astronomes pensent qu'une bande de territoire favorable à la vie pourrait y exister.
Source : http://matin.branchez-vous.com/
a) Qu’est-ce qu’une naine rouge ? Un astéroïde Une étoile Une planète
b) Qu’est-ce qu’une exoplanète ? Une planète orbitant autour de notre Soleil. Une planète orbitant autour d’une autre planète. Une planète orbitant autour d’une étoile autre que le Soleil.
c) Que faudrait-il pour que la vie soit possible sur Gliese-581g ? De l’eau liquide. De l’oxygène. Des jours et des nuits.
d) Quel instrument utilisent les astrophysiciens pour regarder l’exoplanète ? Un microscope. Un télescope. Des lunettes.
e) L’exoplanète Gliese-581g se trouve dans la constellation de la Balance. Cette constellation donne son nom à un signe du zodiaque. Pourrais-tu l’identifier ?
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Vue d’artiste de l’exoplanète
Exercice 4. Tente d’élaborer une définition du Big Bang à partir du texte et des images.
Document 1. La théorie du Big Bang
La théorie du Big Bang essaye d’expliquer l’origine de l’Univers, celui-ci est dû à un état de haute densité et température.
Le terme « Big Bang » s’utilise autant pour faire allusion à commencement qu’à son évolution. Le Big-Bang, littéralement « grande explosion », constitue le moment où, à partir de « rien », surgie la matière, c'est-à-dire l’Univers. A ce moment, il explose. Il génère une expansion de la matière, et crée ce que nous connaissons comme étant notre Univers. Après ce moment, chaque particule de la matière commença à s’éloigner rapidement pour occuper l’Espace et se refroidir atteignant une température de moins de 270°c. En se répandant, elles se condensèrent en galaxies et en étoiles, ceci il y a, approximativement, 400 millions d’années.
Il existe quelques problèmes en ce qui concerne le Big-Bang. L’un d’entre eux, restant sans réponse, est de savoir si l’Univers est une étendue ouverte ou fermée, c'est-à-dire s’il se rassemblera de nouveau ou s’il s’étendra indéfiniment.
Document 2. Schéma simplifié du Big Bang
Big Bang Inflation Nucléosynthèse Formation des galaxies
Document 3. L’histoire de l’Univers
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7. La Terre, une planète vivante et en mouvement
La Terre est la troisième planète du système solaire après Mercure et Vénus.
La plus importante caractéristique de notre planète, c’est qu’elle abrite sur son sol la vie. La vie est apparue sur Terre il y a un peu moins de 4 milliards d’années.
La Terre est la seule planète de notre système solaire à bénéficier d'eau à l'état liquide, condition sine qua non de l’apparition de la vie. L’eau couvre 71% de la surface du globe terrestre. Elle vient des mers, des océans, des rivières, des lacs et des nappes souterraines. C’est parce que l’eau est largement majoritaire à la surface de la Terre qu’elle est appelée « la planète bleue ». En effet, vue de l’espace, la planète Terre apparaît bleue aux astronautes qui la regardent.
La Terre est entourée par l’atmosphère. Il s’agit d’une enveloppe gazeuse constituée principalement d’azote (78%) et d’oxygène (21%). C’est la force d’attraction de la Terre qui retient l’atmosphère autour du globe.
7.2. La forme de la Terre : le géoïde 7.3. Les dimensions de la Terre
La représentation de la surface terrestre la plus précise est celle du géoïde.
Cette représentation nous permet de voir que la Terre est légèrement aplatie aux pôles et plus large à l’équateur.
La Terre mesure 12.756 km de diamètre et elle pèse 5,98 trillions de tonnes.
La surface totale de la Terre est de 510 millions de km2.
La longueur de l’équateur est d’environ 40.077 km.
La température moyenne en surface est de 14ºC.
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Le géoïde
7.4. Les hémisphères
Le globe terrestre peut être divisé en deux moitiés.
Chaque moitié de la Terre s’appelle « hémisphère ».
7.4.1. Nord et sud
En prenant comme repère l’équateur, le globe est divisible en deux hémisphères nord et sud
L’hémisphère nord ou hémisphère boréal est la moitié du globe terrestre qui s’étend entre l’équateur et le pôle Nord.
L’hémisphère sud ou hémisphère austral et la moitié du globe terrestre qui s’étend entre l’équateur et le pôle Sud.
7.4.1. Est et ouest
De façon analogue, on peut diviser la Terre en un hémisphère ouest et un hémisphère est en prenant en compte les parties à l'ouest et à l'est du méridien de Greenwich.
L’hémisphère ouest ou hémisphère occidental est la moitié de la Terre comprise à l’ouest du méridien de Greenwich jusqu’au 180e méridien.
L’hémisphère est ou hémisphère oriental est la moitié de la Terre comprise à l’est du méridien de Greenwich jusqu’au 180e méridien.
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7.5. Le mouvement de rotation de la Terre
La Terre effectue un tour complet sur elle-même en 24 heures, dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
Toutes les planètes décrivent ce même mouvement de rotation autour de leur axe.
La vitesse de rotation de la Terre dépend de la latitude. Un point situé sur l’équateur parcourt la plus grande distance possible en une journée. C’est donc lui qui tourne le plus vite : à 1700 km/h. À la latitude de la France, la vitesse n’est plus que de 1100 km/h. Non loin des pôles, la vitesse de rotation n’excède pas les 3 km/h.
La rotation terrestre provoque l’alternance des jours et des nuits, la course apparente du soleil dans le ciel et les fuseaux horaires.
7.5.1. L’alternance des jours et des nuits 7.5.2. La course apparente du soleil
À cause du mouvement de rotation de la Terre, le jour, une partie du globe est dirigée vers le Soleil, et la nuit, cette même partie passe "à l’ombre".
La course apparente du soleil dans le ciel est facile à observer.
Chaque jour, le Soleil se lève à l'est. Vers midi, il est au plus haut: il est alors situé au sud. Le soir, il redescend pour se coucher à l'ouest: c'est la nuit qui commence.
En réalité, c’est la rotation de la Terre sur son axe qui en est responsable.
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7.5.3. Les fuseaux horaires
La rotation de la Terre sur elle-même explique l’apparition décalée de la journée à différents points du globe ainsi que le phénomène du décalage horaire.
La planète tourne sur elle-même 360º en 24 heures, soit 15º en une heure. Cela nous permet de mesurer le temps.
Un fuseau horaire est une zone de la surface terrestre où, à l'origine, l'heure adoptée doit être identique en tout lieu.
Nous utilisons le méridien de Greenwich comme origine des temps et nous divisons le globe en 24 fuseaux horaires de même taille. La zone couverte par un fuseau, limitée par deux méridiens distants de 15°, s'étend du pôle nord au pôle sud; elle est centrée sur un méridien dont la longitude est multiple de 15°. Le premier fuseau est donc centré sur le méridien de Greenwich. Au passage d'un fuseau à l'autre l'heure augmente ou diminue d'une heure.
Les États définissent l'heure légale sur leur territoire à l'aide d'un décalage fixe par rapport au temps universel coordonné. Ce décalage est le plus souvent égal à un nombre entier d'heures.
La terre est divisée en 24 fuseaux horaires. Dans un fuseau, le temps universel coordonné est le même partout. Ainsi, dans le fuseau horaire 0, tout le monde utilise l'heure de Greenwich, dont le méridien passe au beau milieu. Par rapport au temps solaire, le décalage est d'au plus 30 minutes.
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7.6. La révolution de la Terre autour du Soleil
Toutes les planètes de notre système solaire tournent autour du Soleil. C’est ce que nous appelons « le mouvement de révolution ».
Au mouvement de rotation de la Terre sur son axe se superpose donc le mouvement de révolution de la Terre autour du Soleil (un an).
La Terre tourne autour du Soleil non pas sur un cercle parfait mais sur une ellipse.
7.6.1. L’alternance des saisons 7.6.2. Les années bissextiles
Dans sa révolution autour du soleil, l’axe de rotation de la Terre conserve une inclinaison constante. Ceci explique l’alternance des saisons.
L'année est composée de quatre saisons : le printemps, l'été, l'automne et l'hiver. Environ tous les trois mois, il y a une nouvelle saison qui apparaît.
Si la Terre ne tournait pas autour du Soleil, une seule et même saison existerait sur Terre et la vie ne pourrait continuer, car les cycles des plantes s'arrêteraient.
La Terre met 365 jours et quart pour effectuer sa révolution autour du Soleil.
Pour simplifier les calendriers, il y a trois années comportant 365 jours et une année bissextile comportant 366 jours (le fameux 29 février). Nous récupérons donc les quarts de jour de retard tous les quatre ans :
¼ jour + ¼ jour + ¼ jour + ¼ jour = 1 jour.
En effet, une année bissextile est une année comptant 366 jours au lieu de 365, c'est-à-dire une année qui comprend un 29 février.
La prochaine année bissextile aura lieu en 2012.
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Mouvements de la Terre
Révolution de la Terre autour du Soleil
7.6.3. Les différences entre les deux hémisphères
Comme l'axe de la Terre garde toujours la même direction dans l'espace, il y a des différences entre les deux hémisphères.
L'été, l'hémisphère Nord est penché vers le Soleil. Dans l'hémisphère Nord, le Soleil passe alors très haut dans le ciel et, à midi, ses rayons sont proches de la verticale, il y fait chaud et au cours des journées les jours sont plus longs que les nuits. En revanche, c'est l'hiver dans l'hémisphère Sud et tout y est inversé.
Six mois plus tard, la Terre se trouve de l'autre côté du Soleil. Comme son axe a gardé la même direction, c'est au tour de l'hémisphère Sud d'être penché vers le Soleil. Dans l'hémisphère Sud, c'est l'été et c'est l'hiver chez nous, dans l'hémisphère Nord. Le Soleil passe alors très bas dans le ciel : il fait froid et au cours des journées les jours sont plus courts que les nuits.
7.6.4. Les équinoxes et les solstices dans l’hémisphère nord.
Le 22 décembre marque la fin de l’automne et le début de l’hiver : la durée de la nuit est de 16 h (environ) et la durée du jour est de 8 h (environ). C'est le solstice d'hiver.
Le 21 mars marque la fin de l’hiver et le début du printemps : la durée de la nuit est de 12 h (environ) et la durée du jour est de 12 h (environ). C'est l'équinoxe du printemps.
Le 21 juin marque la fin du printemps et le début de l’été : la durée du jour est de 16 h (environ) et la durée de la nuit est de 8 h (environ). C'est le solstice d'été. C'est aussi la journée de l'année avec la durée de la nuit la plus courte et la durée du jour la plus longue.
Le 23 septembre marque la fin de l’été et le début de l’automne : la durée de la nuit est de 12 h (environ) et la durée du jour est de 12 h (environ). C'est l'équinoxe de l'automne.
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