la terre, une planète du système solaire

UNITE 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 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
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.
La Voie Lactée
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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4. La Terre
La 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
6
7
8
PLANETE
DISTANCE MOYENNE DU
SOLEIL (EN MILLIONS DE
KILOMETRES)
DUREE DE REVOLUTION
AUTOUR DU SOLEIL
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
4
Exercice 2. Associe chaque mot à sa définition.
__
__
__
__
__
Astéroïde
Atmosphère
Axe de Rotation
Biosphère
Comète
__
__
__
__
__
Étoile
Galaxie
Hydrosphère
Lithosphère
Météorite
__
__
__
__
__
Planète
Satellite Naturel
Soleil
Système solaire
Univers
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 annéeslumière 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
Vue d’artiste de l’exoplanète
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.
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 ?
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.
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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.
La Terre mesure 12.756 km de diamètre et elle
pèse 5,98 trillions de tonnes.
Cette représentation nous permet de voir que la
Terre est légèrement aplatie aux pôles et plus large
à l’équateur.
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.
Le géoïde
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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 ellemême 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
Mouvements de la Terre
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.
Révolution de la Terre autour du Soleil
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.
La Terre met 365 jours et quart pour effectuer sa
révolution autour du Soleil.
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.
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.
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.
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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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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