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La planète Terre ♁ ou ⊕
La Terre et la Lune

La planète Terre ♁ ou ⊕

La Terre est la troisième planète du Système solaire en partant du Soleil.

La Terre est une planète tellurique, comme les planètes Mercure, Vénus et Mars. C’est la planète la plus massive des 4 planètes rocheuses du système solaire interne.

La Terre est la seule planète connue à abriter des formes de vie, sa faune et sa flore sont très riche au point qu’aujourd’hui nous n’en mesurons pas encore toute l’étendue et que de nombreuses espèces végétales et animales sont encore inconnues.

Sa pression atmosphérique lui permet d’avoir de l’eau liquide à sa surface. Son atmosphère riche en oxygène est issue d’une transformation causée par les formes de vies qui s’y sont développées. La planète abrite des millions d'espèces vivantes, des virus, des bactéries, ainsi qu’une population croissante d’humains qui façonne sa surface et modifie la composition de son atmosphère. La Terre possède des types de paysages et des écosystèmes très variés. Sa surface est caractérisée par des océans d’eau liquide salée (70%) et de continents en grande partie recouverts de végétation (à l’exception des hautes montagnes, des zones polaires et des déserts).

La Terre possède une couche d'ozone et un champ magnétique qui la protège des radiations cosmiques et des rayonnements solaire.

Les zones polaires sont essentiellement constituées de glace et de neige.

Les climats dépendent de multiples facteurs comme la topographie, et la position par rapport à l’équateur. Les courants marins influent aussi énormément sur les types de climats que l’on y trouve.

Caractéristiques de la Terre

Type d'objet :
Planète, Planète tellurique, Planète rocheuse
Découverte :
Antiquité, Epoque hellénistique, par Aristarque de Samos, puis Ératosthène
- Orbite -
----------
Localisation :
Système solaire interne
Demi grand-axe Le demi grand-axe d'une ellipse est le plus long diamètre :
149,6 millions de km (0,9973 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Périhélie Distance minimum au Soleil :
147,098074 millions de km (0,9807 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Aphélie Distance maximum au Soleil :
152,097701 millions de km (1,014 UA Unité Astronomique : distance entre le Soleil et la Terre soit 1 UA = 150 millions de km)
Excentricité de l'orbite Plus la valeur est proche de 0, plus l'orbite est circulaire :
0,01671022
Inclinaison de l'orbite Inclinaison du plan de l'orbite sur l'écliptique, L'écliptique est l’intersection de la sphère céleste avec le plan écliptique (plan géométrique contenant l’orbite de la Terre autour du Soleil) :
0 °
Période de révolution Un tour complet autour du Soleil :
365,25696 jours
Vitesse orbitale :
29,783 km/s - de 29,291 à 30,287 km/s
- Rotation -
----------
Période de rotation :
0,9958 jours
Jour solaire D'un lever de Soleil au suivant :
1 jours
Inclinaison axiale :
23,4373 °
- En chiffre -
----------
Diamètre équatorial :
12756,274 km - 0 
Aplatissement :
0,0033529
Masse :
1/332946,05 (Soleil=1)
Densité :
5 514 kg/m3 -   - 5,515 (Eau=1)
Vitesse de libération :
40 270 km/h - 11186,1111 m/s
Plage topographique :
de -10 911 mètres à 8,848 mètres
Température de surface :
15 ° C (de -90 ° C à 50 ° C)
Pression au sol :
1 014 mbar - 1 atmosphères (Terre=1) - Variabilité Variabilité de la pression = 870 à 1085 mbar
Atmosphère :
Azote 78,084 %, Oxygène 20,946 %, Argon 0,934 %, Dioxyde de carbone 0,039 %, Gaz traces 0,006 %
Moment magnétique Intensité du champs magnétique :
1 (Terre=1)
- Observation -
----------
Albédo Fraction de lumière réfléchie par un objet :
Géométrique Indique le rapport entre l'intensité lumineuse réfléchie vers l'observateur et celle reçue par l'objet lorsque le Soleil, l'observateur et l'objet sont alignés, Indique la proportion de lumière réfléchie par rapport à celle théoriquement réfléchie par un disque blanc parfaitement diffusant, : 0,367 - Bond Indique le rapport entre la totalité de l'énergie radiante réfléchie par un astre dans toutes les directions et l'énergie radiante qu'il reçoit : 0,306
- Satellites -
----------
Nombre de satellites :
1

La croûte terrestre est constituées de grandes plaques rocheuses solides, nommées « plaques lithosphériques » qui « flottent » sur la couche externe du manteau constitué de magma liquide. Ces plaques ce déplacent lentement à la surface et se poussent et s’entrechoquent les unes les autres. Ce phénomène est appelé « tectonique des plaques ». Les plaques sont séparées par des zones dites de subduction quand une plaque plonge sous une autre, et par des dorsales qui, au contraire, sont des zones d’émergence de matériaux.

Le long des bords des plaques se trouvent de nombreuses zones d’activité volcanique.

La Terre est une planète active qui possède un noyau interne de fer solide appelée « la graine » entourée d’un noyau externe constitué de métal liquide qui est à l’origine d’un champs magnétique, le tout est recouvert d’un manteau rocheux de plusieurs milliers de kilomètres.

La Terre possède un satellite naturel, la Lune, qui est issue de la collision de la Terre primitive (nommée Gaïa) avec un objet de la taille de Mars (nommée Théia) au tout début de la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d'années.

La Lune est responsable des marées océaniques et permet de stabiliser l’axe de rotation de la Terre. Elle a aussi permis de ralentir la vitesse de rotation de la Terre pour la faire passe de 6 h à 24 h aujourd’hui.

Comparaison entre la Terre et Vénus

La ressemblance morphologique entre la Terre et Vénus permet de supposer que Vénus a connu une période pendant laquelle ses conditions de surface étaient proches de celles de la Terre avec peut-être même des océans et une température modérée à sa surface. Vénus aurait ensuite connu en emballement de son effet de serre conduisant à l'évaporation de ses océans et à une augmentation considérable de la densité de son atmosphère jusqu'à atteindre les valeurs excessives d’aujourd’hui. C'est pourquoi bien qu'ayant certaines caractéristiques en commun comme leur dimension, leur inclinaison et la présence d'une atmosphère, ces deux planètes n'ont plus vraiment de point commun.

Paramètres orbitaux de la Terre

Rotation de la planète la Terre

La période de rotation de la terre et de 23 heures 56 minutes et 4 secondes.

L'inclinaison de l'axe de rotation de la terre et de 23,44°. Grâce à cette inclinaison, la Terre connaît des saisons marquées.

Grâce à la Lune qui joue le rôle de balancier, la rotation de la terre est stabilisée ce qui favorise des conditions climatiques stables en empêchant l’axe de rotation de varier au cours du temps.

Sphère de Hill

La sphère d'influence gravitationnelle de la Terre, nommée Sphère de Hill a un rayon d'environ 1 500 000 kilomètres. La Sphère de Hill correspond à la distance maximale d'influence gravitationnelle de la Terre, quand la gravite terrestre et supérieure à la gravité solaire.

Cliquez pour faire tourner la Terre. Molette pour zoomer.

Inclinaison de l'axe et saisons

Les saisons sur Terre ne sont pas causées par la variation de la distance entre la Terre et le Soleil mais par l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre. Cette inclinaison fait varier l’angle d’incidence des rayons du Soleil sur la surface de la Terre en un point donné causant les saisons.

En été dans l’hémisphère nord, les rayons du Soleil sont plus perpendiculaires qu’en hiver, au contraire, dans l’hémisphère sud, c’est l'hiver car les rayons solaires arrivent de façon plus oblique. Par conséquent, les jours sont plus longs en été et le Soleil monte plus haut dans le ciel alors qu’en hivers les jours raccourcissent et le Soleil monte moins haut dans le ciel.

Durant l’été dans l’hémisphère nord, le pôle nord est en permanence éclairé, le Soleil ne se couche jamais et une journée dure 6 mois. A l’inverse, en hivers, c’est une nuit permanente. C’est bien évidement l’inverse dans l’hémisphère sud avec le pôle sud.

Révolution de la planète Terre

La distance entre la Terre et le Soleil est de 150 millions de km en moyenne.

La Terre met 365,2564 jours à une vitesse de 29,8 km/s soit 107 000 km/h pour effectuer une orbite complète autour du Soleil. Notre calendrier ne comportant que 365 jours, alors que la durée d’une année est en réalité un peu supérieure, 365 jour et 1 quart, nous ajoutons 1 jour tous les 4 ans afin de compenser partiellement ce décalage.

Voir la position de la planète Terre en ce moment
  • Soleil
  • Mercure
  • Vénus
  • Terre & Lune
  • Mars
  • Ceinture d'astéroïdes
  • Jupiter
  • Saturna & Anneaux
  • Uranus
  • Neptune

Solstices et équinoxes

Les saisons sont déterminées par les solstices et les équinoxes.

Un solstice correspond à la position de la Terre sur son orbite où l'inclinaison de l’axe de rotation est maximale par rapport au Soleil. Il y a 2 solstices dans l’année, le solstice d’été le 21 juin et le solstice d’hiver le 21 décembre (dans l’hémisphère nord, c’est l’inverse dans l’hémisphère sud).

Une équinoxe correspond à la position de la Terre sur son orbite où les rayons du Soleil sont perpendiculaires à l’équateur, ce sont les périodes intermédiaires entre 2 solstices. A ce moment là, le Soleil est au plus haut dans le ciel au niveau de l’équateur. L'équinoxe de printemps est aux alentour du 20 mars tandis que l'équinoxe d'automne a lieu vers le 21 septembre (là encore dans l’hémisphère nord, c’est l’inverse dans l'hémisphère sud).

Grâce à la Lune, l'inclinaison de la Terre est relativement stable mais pas complètement. La variation de l’angle d’inclinaison de la Terre est appelé « la nutation » et se produit sur une période de 18,6 ans.

De plus, l'axe de rotation de la Terre que l’on compare souvent à celui de l’axe d’une toupie, n’est pas parfaitement stable et connaît lui aussi des variations nommée « précession des équinoxes » sur une durée de 25 771 ans. Il s’agit d’une variation de l’orientation de l’axe de rotation de la Terre.

Ces mouvements sont la conséquence des forces de marées qu’exercent la Lune et le Soleil sur le renflement équatorial de la Terre.

On note aussi une variation de l'axe de rotation de la Terre par rapport à sa surface sur une période de 14 mois, celle oscillation et appelée « oscillation de Chandler ».

À l'époque moderne, le périhélie de la Terre a lieu vers le 3 janvier et l'aphélie vers le 4 juillet. Ces dates évoluent au cours du temps du fait de la précession et d'autres facteurs orbitaux qui suivent un schéma cyclique connu sous le nom de paramètres de Milanković.

Structure interne de la Terre

NomEpaisseur (km)Distance (km)
Graine 1 063 1 063
Noyau 2 126 3 189
Manteau inférieur 2 445 5 634
Manteau supérieur 638 6 272
Croûte 106 6 376
Surface 1 6 377
Atmosphère 100 6 378

La Terre est structurée de la façon suivante :

  • un noyau de fer et de nickel solide aussi appelé " graine "
  • un noyau extérieur composé de fer et de nickel à l'état liquide
  • un manteau de roches de silicates solides qui représente 84 % du volume de la planète
  • une croûte de silicates et de basaltes ; cette couche comprend la lithosphère qui est composée de plaques tectoniques qui " flottent " sur une couche de magma liquide ce qui est à l'origine de la dérive des continents et de la tectonique des plaques.

Composition interne de la planète Terre

La Terre est une planète rocheuse composées d’un noyau métallique et d’un manteau de roches et de silicates. C’est la planète tellurique la plus grande, la plus massive, celle possédant la gravité de surface la plus élevée et le champs magnétique le plus puissant. Toutefois, Mercure possède un plus gros noyau et Vénus possède une atmosphère plus importante.

La croûte terrestre, c'est-à-dire la partie externe de la planète, sa surface, est constituée de plaque de roche, dites plaques tectoniques, qui « flottent » sur la partie externe du manteau qui est constitué de roche en fusion liquide. Ceci permet aux plaques de se déplacer lentement à la surface de la planète.

Près des ¾ de la surface de la Terre est recouvert d’océans, 71 % de la planète est submergée, les 29 % restants sont des continents et des îles parcourues par des cours d’eau et parsemées de lacs.

La Terre est composée :

  • de 32,1 % de fer
  • de 30,1 % d'oxygène
  • de 15,1 % de silicium
  • de 13,9 % de magnésium
  • de 2,9 % de soufre
  • de 1,8 % de nickel
  • de 1,5 % de calcium
  • de 1,4 % d'aluminium
  • le reste est composé de traces d’une multitude d’autres éléments

La Terre étant une planète différenciée - c'est-à-dire que lors de sa formation, elle était entièrement en fusion ce qui a permis aux éléments de se dissocier les uns des autres et aux plus lourds de migrer vers l’intérieur de la planète, vers le centre – la répartition des éléments n’est pas uniforme.

Les éléments les plus lourds et les plus dense sont plutôt concentrés au centre de la planète c’est pourquoi le noyau est composé de fer à 88,8 %, de nickel à 5,8 % et de souffre à 4,5 %.

La croûte est constituée de silicates, c'est-à-dire d’oxydes de silicium, d'aluminium, de fer, de calcium, de magnésium, de potassium et de sodium.

Forme

La Terre n’est pas tout à fait sphérique, elle est aplatie au niveau des pôles.

La rotation terrestre relativement rapide et sa composition non rigide a permis la formation d’un petit renflement équatorial qui crée une différence 43 km entre le diamètre équatorial et le diamètre polaire. En moyenne, la Terre a un diamètre de 12 742 km.

Conditions de surface de la Terre

La Terre est la seule planète, de notre point de vue d'être humain, à avoir des conditions de surface suffisamment modérées pour pouvoir abriter la vie.

Mars aussi a des conditions plutôt favorables même si son atmosphère n'est pas assez dense et qu'il n'y a pas d'eau à l'état liquide à sa surface.

Habitabilité

La Terre présente plusieurs caractéristiques à qui l’on attribue sa capacité à être habitable et donc à abriter la vie.

Tout d’abord, on estime que la Terre se trouve dans ce qu’on appelle la « zone d’habitabilité » à une distance au Soleil qui la positionne ni trop loin ni trop près du Soleil afin de recevoir une quantité d’énergie solaire équilibrée et d’avoir des températures douces (15° C en moyenne) et appropriées pour des organismes vivants. Cette position dans un système planétaire est considérée comme un critère déterminant pour pouvoir abriter la vie même si on pense de plus en plus que d’autres facteurs pourraient compenser le fait de ne pas se trouver dans cette fameuse zone.

La Terre possède par ailleurs un champs magnétique qui la protège des rayonnements cosmiques et solaires et protège aussi son atmosphère et les molécules organiques ce qui permet non seulement à la vie d'apparaître mais aussi de perdurer.

La Terre est aussi suffisamment massive pour retenir une atmosphère dense. Cette atmosphère est une enveloppe permettant d’avoir une pression suffisamment élevée pour que l’eau puisse se maintenir à l’état liquide.

Par ailleurs, cette atmosphère protège la surface des impacts météoritiques en freinant les objets qui entrent dans l’atmosphère avant qu’ils ne percutent la surface, réduisant les dégâts.

Une couche d’ozone en haute atmosphère protège aussi la Terre de certains rayonnements solaires nocifs.

La stabilité de l’axe de rotation de la Terre (grâce à la Lune), la faible excentricité de son orbite, son axe de rotation incliné et sa durée de rotation sont autant de facteurs favorisant des conditions d’habitabilité.

Ceci étant, on considère qu’il est possible pour des formes de vies d'apparaître dans des conditions très différentes de celles que connaît la Terre. L'étude des formes de vies dites “extrêmophiles” sur Terre amènent à penser que la vie pourrait très bien se contenter de peu de critères pour émerger et subsister, le seul éléments que l’on considère comme indispensable est l’eau à l’état liquide. Pour le reste, un apport d’énergie quel qu’il soit et des réactions chimiques même basiques pourraient suffire pour que des formes de vies puissent métaboliser.

Températures à la surface de la Terre

La température moyenne à la surface de la Terre est de 15 ° C mais cette température varie beaucoup en fonction des saisons, du climat local, de l'altitude et du moment de la journée.

Les zones polaires connaissent des températures pouvant descendre à -40, -50 -60 et jusqu'à -80 ° C tandis que les zones les plus chaudes proches de l'équateur peuvent monter à 40, voir plus de 50 ° C.

Géologie et surface de la Terre

La surface de la Terre est en majorité caractérisée par des océans liquides d’eau salée. Ces océans couvrent 70,8% de la surface totale terrestre et ont une profondeur moyenne de 3 682 mètres. Sous la surface des océans, on trouve des dorsales océaniques sur des milliers de kilomètres. Ces zones sont des endroits d’où le plancher océanique est renouvelé et ce sont ces zones qui éloignent petit à petit les plaques tectoniques. On trouve aussi sous l’eau des montagnes, des vallées, des falaises, des plateaux, des canyons, des plaines abyssales, des fosses très profondes (comme la Challenger Deep de la fosse des Mariannes qui plonge à 10 911 mètres sous la surface) et des volcans actifs.

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La surface de la Terre est aussi caractérisée par des continents et des zones émergées qui représentent 29,2 %. Ces zones sont des montagnes, des plateaux, des plaines et des vallées, des lacs, des rivières, des marécages, des forêts, des cultures, des déserts, des étendues glacées, etc. Il existe une très grande variété de topologies.

L'altitude moyenne des terres émergées est de 840 mètres. La zone émergée la plus basse par rapport au niveau de la mer est de -418 mètres dans la Mer morte  et la plus élevée et de 8 848 mètres au sommet du mon Everest.

La surface terrestre subit une érosion importante du fait des courants marins, des vents, des pluies, du gel et du dégel, des saisons, des réactions chimiques et des modifications de l’environnement causées par les végétaux, les animaux et les activités humaines. Ainsi, la surface de la Terre est très jeune et en constante évolution et renouvellement.

Par ailleurs, l’activité volcanique et la tectonique des plaques modifient la configuration des continents et des océans sur le long terme, créant ou détruisant de nouveaux continents ou de nouveaux océans.

Occasionnellement, des impacts météoritiques causent aussi des modifications radicales malgré la protection atmosphériques. Certains objets sont suffisamment gros et massifs pour percer la défense que constitue l’atmosphère terrestres et parviennent jusqu’au sol provoquant d’énormes dégâts sur de grandes surfaces. L’impact sur les conditions d’habitabilité et le climat peut aussi être affecté et conduire à des modifications de la biosphère.

Hydrosphère

La caractéristique principale et unique de la Terre est de posséder de l’eau à l’état liquide. On appelle cela l’hydrosphère. L’hydrosphère comprend non seulement les mers et les océans qui couvrent près de 71 % de la surface et représentent 97,5 % de toute l’eau de la planète mais aussi les 2,5 % d’eau douces constitués par les lacs, les eaux glacées, la banquise, les fleuves et les rivières ainsi que toutes les eaux souterraines.

La surface de la Terre en très haute résolution

Atmosphère de la planète la Terre

L’atmosphère est une couche de gaz retenue par gravitation qui enveloppe la Terre.

L’atmosphère de la Terre est composée :

  • d'azote à 78,08 % (N)
  • d'oxygène à 20,95 % (O2)
  • d'argon à 0,93 % (Ar)
  • de dioxyde de carbone à 0,039 % (CO2)
  • de divers autres gaz pour moins de 0,001 % : méthane (CH4), oxyde nitreux (N2O), monoxyde de carbone (CO), ozone (O3), sulfates (SO4), dioxyde d'azote (NO2), radical hydroxyle (OH)

Cette composition est très fortement liée à l’activité de la biosphère primitive de la Terre qui a permis de synthétiser de l’oxygène.

L’atmosphère contient des gaz comme la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'ozone qui permettent un effet de serre. Cet effet de serre permet à l’atmosphère de conserver une quantité de chaleur suffisante pour réguler la température, en effet, sans cet effet de serre, la température moyenne sur Terre serait de 33° C inférieure aux 15° C actuels. Sur Vénus, l'atmosphère a connu un emballement de l’effet de serre et son atmosphère principalement composée de dioxyde de carbone emprisonne la chaleur et fait monter les températures jusqu’à 470° C.

L’atmosphère s’étend jusqu’à plusieurs centaines de kilomètres dans l’espace et n’a pas de limite précise, sa densité diminue avec l’éloignement. Toutefois, 75% de l’atmosphère terrestre est comprise dans les 11 premiers kilomètres et au-delà de 100km on ne compte plus que quelques particules par volume.

L’atmosphère peut être divisées en couches :

  • La troposphère qui représente 80% de l’atmosphère est comprise entre 0 et 8 kilomètres au niveau des pôles et peut aller jusqu’à 17 kilomètres au niveau l'équateur.
    La tropopause située à 18 km d’altitude est la frontière entre la troposphère et la stratosphère.
  • Entre 18 km et 50 km d’altitude se trouve la stratosphère dans laquelle se trouve la couche d'ozone qui bloque une partie des rayons ultraviolets du Soleil.
  • La mésosphère débute à 50 km et monte jusqu’à la thermosphère à 80 km d’altitude.
  • Entre 80 et 100 km d’altitude se trouve la ionosphère.
    On établie arbitrairement la limite entre l’atmosphère et l’espace à 100 km d’altitude, cette frontière est appelée “ligne de Kármán”.
  • A partir de 120km, on considère que les effets de l’atmosphère en cas de rentrée terrestre deviennent suffisamment importants pour être considérés comme non négligeable.

Les orbites les plus basses qui ne peuvent tenir plus de quelques jours sont au minimum à 200 km d’altitude. C’est l’orbite des satellites d’observation militaires par exemple qui ont besoin d’une résolution maximale.

Une orbite stable sur plusieurs années doit être au minimum à 350 km d’altitude, c’est l’orbite des stations spatiales comme MIR ou l’ISS.

La frontière entre la thermosphère et l'exosphère est à 690 km d’altitude.

Au delà, on parle d’exosphère. C’est là que l’on rencontre le champ magnétique terrestre qui interagit avec le vent solaire.

Observation de la planète la Terre

Pendant longtemps, l'humanité n'a pas su quelle était la forme de la Terre ni comment elle évoluait dans son environnement.

Aujourd'hui nous savons que la Terre est une sphère de 12 756 km de diamètre en rotation sur elle même en 23 h 56 m qui orbite à près de 150 millions de kilomètres du soleil en 365 jours et 6 h environ.

L'observation de la Terre est donc très récente car nous ne connaissons l'intégralité de sa surface que depuis quelques dizaines d'années, les zones polaires n'ayant été explorées que très récemment.

En fait, on peut même considérer que nous ne pouvons pleinement observer la surface de la Terre dans sa globalité que depuis l’avènement de l'ère spatiale et l'envoi des premiers satellites d'observation en orbite autour de la Terre, ce qui ne représente que quelques dizaines d'années à peine. Toutefois, les zones sous-marines restent pourtant très mal connues ce qui fait dire à certains que nous connaissons mieux la surface de la Lune et de Mars que nous ne connaissons celle de notre propre planète, la Terre.