Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS Thème 1 : La Terre dans l

Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS
Thème 1 : La Terre dans l'Univers, la vie et l'évolution du vivant.
Chapitre 1 : La Terre, une planète habitable.
SOMMAIRE
1- La Terre dans le système solaire :
1-1 : Le Soleil, étoile centrale du système solaire :
1-2 : Les autres composants du système solaire :
1-2-1 : Une planète est un corps céleste, qui :
a- Les planètes telluriques : Mercure, Vénus, Terre, Mars
b- Les planètes gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune
1-2-2 : Une "planète naine" est un corps céleste
1-2-3 : Les astéroïdes et les comètes
1-3 : Distance de la planète au Soleil et énergie reçue
2- Les particularités de la planète Terre :
2-1 : Distance et température d'une planète
2-2 : La présence d'une atmosphère
2-3 : L'effet de serre et la température en surface de la Terre
2-4 : La présence de dioxygène libre dans l'atmosphère
2-5 : La présence d'eau liquide
3- La zone habitable autour d'une étoile
1

Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS
1- La Terre dans le système solaire :
Le système solaire fait partie d'une galaxie de l'Univers appelée Voie Lactée. Une galaxie comprend environ
200 milliards d'étoiles, de poussières et de gaz regroupés en une sorte d'immense disque.
1-1 : Le Soleil, étoile centrale du système solaire :
Le système solaire comprend une étoile : le Soleil. C'est une étoile naine jaune-orange de 700 000 km de
rayon et de masse 1,9,1030 kg (soit 31,6,104 fois la masse de la Terre).
Le Soleil est constitué de 92,1% d'hydrogène et de 7,8% d'hélium.
Sa température est de 6000 kelvin (environ 6273°C) en surface et de 15,106 kelvin en son centre.
Il se déroule en son cœur des réactions thermonucléaires qui dégagent de grandes quantités de chaleur : 4
atomes d'hydrogène fusionnent pour donner 1 atome d'hélium ainsi qu'une énorme quantité d'énergie.
Sites consultables :
http://system.solaire.free.fr/soleil.htm
http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/univers-1/d/soleil_3727/
1-2 : Les autres composants du système solaire :
L'union Astronomique Internationale (UAI) s'est longuement penchée sur la définition des planètes lors de
sa 26ème assemblée générale qui s'est tenue à Prague du 14 mai au 25 août 2006. Il devenait en effet urgent que la
nomenclature des objets reflète l'ensemble des corps que les performances des instruments actuels nous
permettent de détecter dans le Système solaire, alors que celle-ci était restée pratiquement figée depuis
l'antiquité, lorsque que le mot "planète" désignait étymologiquement tout "vagabond" du ciel, c'est-à-dire les points
de lumière qui bougeaient par rapport aux étoiles. En conséquence, l'Union Astronomique Internationale a décidé de
répartir les corps de notre Système solaire en trois grandes catégories distinctes.
1-2-1 : Une planète est un corps céleste, qui :
•a. Est en orbite autour du Soleil ;
•b. Possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et
le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique ;
•c. A éliminé tout corps susceptible de se déplacer au voisinage de son orbite.
Doc.1 : Soleil, planètes et planètes naines du système solaire.
2

Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS
Remarque : Il existe des moyens mnémotechniques pour apprendre l'ordre des planètes, je vous laisse trouver le
vôtre.
a- Les planètes telluriques : Mercure, Vénus, Terre, Mars
Elles sont de petites tailles et ont une masse volumique élevée. Elles possèdent une surface solide
constituée principalement de roches silicatées.
Remarque : la Lune possède les mêmes caractéristiques et constitue ainsi un satellite tellurique.
Elles constituent aussi les planètes internes car ce sont les planètes les plus proches du Soleil. Certaines de
ces planètes possèdent des enveloppes externes gazeuses ou atmosphère (Vénus, Terre, Mars) et une seule
possède une enveloppe liquide ou hydrosphère (Terre).
Doc.2 : Quelques caractéristiques des planètes telluriques.
Mercure Vénus Terre Mars
Distance moyenne au
Soleil (en UA)
0,39 0,72 1 1,52
Diamètre (en km) 4878 12104 12756 6787
Densité globale 5,4 5,2 5,5 4
Atmosphère Non Oui Oui Oui
Autres Eau liquide Eau sous forme de
glace
L’unité astronomique (UA ou ua) est une unité utilisée pour mesurer les distances, surtout entre les objets du
système solaire. Elle est historiquement basée sur la distance entre la Terre et le Soleil qui vaut environ 149 597
870,7 km.
b- Les planètes gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune
Elles sont de grande taille et ont une faible masse volumique. Elles sont essentiellement composées de gaz
comme l'hélium et l'hydrogène. De par leur position éloignée du Soleil, on les appelle aussi planètes externes.
Doc.3 : Quelques caractéristiques des planètes gazeuses.
Jupiter Saturne Uranus Neptune
Distance moyenne au
Soleil (en UA)
5,2 9,5 19,2 30,1
Diamètre (en km) 142984 120536 51118 49528
Densité globale 1,32 0,69 1,3 4,6
Atmosphère Oui Oui Oui Oui
Autres Présence d'anneaux
16 satellites
Présence d'anneaux
18 satellites
Présence d'anneaux
15 satellites
Présence d'anneaux
8 satellites
1-2-2 : Une "planète naine" est un corps céleste, qui :
•a. Est en orbite autour du Soleil ;
•b. A une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le
maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme presque sphérique ;
•c. N'a pas éliminé tout corps susceptible de se déplacer au voisinage de son orbite ;
•d. N'est pas un satellite.
3

Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS
Tous les autres objets en orbite autour du Soleil, à l'exception des satellites, sont appelés "petits corps du
système solaire". On notera que conformément à la définition ci-dessus, Pluton se classe dans la catégorie 2, parmi
les "planètes naines", et s'identifie donc comme le prototype d'une nouvelle catégorie d'objets tansneptuniens dont
la dénomination est depuis Juin 2008 celle de plutonisme. On pourra également remarquer l'absence de toute
définition concernant les objets planétaires gravitant autour d'autres étoiles (exoplanètes, ou planètes
extrasolaires). Il est probable que l'Union Astronomique Internationale ait simplement préféré s'abstenir en
l'absence d'une description précise et complète des systèmes mis en évidence jusqu'à présent, et cela jusqu'au
moment où nous disposerons de suffisamment d'éléments pour pouvoir transposer les définitions nouvellement
approuvées. :
1-2-3 : Les astéroïdes et les comètes :
Les astéroïdes, objets rocheux de diamètres inférieurs à 1 000 km sont regroupés en deux ceintures :
•la première entre les orbites de Mars et de Jupiter
•la deuxième dans la ceinture de Kuiper (entre 40 et 500 UA)
Site consultable : http://www.astropolis.fr/articles/etude-du-systeme-solaire/ceinture-d'asteroides/astronomie-
ceinture-asteroides.html
Les météorites sont des fragments d'astéroïdes tombant sur Terre ou sur une autre planète.
Les comètes sont localisées dans le nuage d'Oort (entre 104 et 105 UA) et sont formées de glace et de
poussières et décrivent des orbites qui recoupent celles des planètes.
Site consultable : http://www.astronomes.com/le-systeme-solaire-externe/les-cometes/
1-3 : Distance de la planète au Soleil et énergie reçue :
Le rayonnement solaire détermine pour chaque planète qui le reçoit une énergie reçue, cette énergie
diminue avec l'éloignement de la planète par rapport au Soleil. La quantité d'énergie reçue par une planète est
inversement proportionnelle au carré de la distance au Soleil :
P soleil : 3,83.1026 Watts
P reçue = Psoleil/(4π.R2) R en mètres : Distance Soleil-planète
P est en watts/m2
4

Seconde 2011-2012 Fabien DUBOIS
Le graphe ci-dessous montre l'évolution de la quantité d'énergie solaire reçue en fonction de la distance au
Soleil.
Doc.4 : Graphe de l'énergie reçue par une planète en fonction de la distance au Soleil
Le tableau suivant indique la quantité d'énergie solaire reçue pour les 8 planètes du système solaire :
PLANETES Distance au Soleil (en
UA)
Puissance reçue en
W/m2
Mercure 0,39 8908
Vénus 0,72 2613
Terre 1 1355
Mars 1,52 586
Jupiter 5,2 50
Saturne 9,5 15
Uranus 19,2 3,7
Neptune 30,1 1,5
Doc.5 : Tableau indiquant la quantité d'énergie solaire reçue pour chaque planète du système solaire
La quantité d'énergie solaire reçue détermine en partie la température théorique de surface des planètes,
cette température est seule fonction de la distance de la planète au Soleil.
On observe des différences entre les températures réelles et les températures théoriques, ces
différences s'expliquent notamment par la présence d'une atmosphère possédant une composition particulière en
gaz.
Site consultable : http://planet-terre.ens-
lyon.fr/planetterre/XML/db/planetterre/metadata/LOMchimiatmosp.xml
5