Le globe terrestre dans l’univers PDF

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Leçon de licence biologie à l'UFR de sciences de Clermont....

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Le globe terrestre dans l’univers 1. Objets, ordres de grandeurs Univers est hétérogène : univers -> galaxie -> système étoilé Différentes galaxies existe : - Plus grosse / plus nombreuses : mouvement elliptique - Plus petite : mouvement spirale (matière tourne (onde de pression) - Autres : mouvement irrégulier Notre galaxie est la voie lactée (aucune image ni représentation)=> le système solaire Définition : • Univers : ensemble de ce qui existe. Amas de galaxie (théorie du big-bang) • Galaxie : ensemble de poussière, d’étoile et de gaz Système « étoilé » : partie d’une galaxie qui comprend une étoile centrale autour de laquelle gravitent des objets de taille, d’aspect et de nature différente. Notre système est le système solaire, le soleil étant l’étoile • Etoile : corps céleste constitué de gaz chaud et émettant sa propre lumière par le jeu de réaction de fusion nucléaire. • Satellite : corps qui gravite autour d’une planète • Planète : ? Qui est en orbite autour du soleil ? Qui possède une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et la maintienne en équilibre hydrostatique (forme ronde) ? Qui a «éliminé tout corps se déplaçant sur une orbite proche Une planète naine est un corps céleste qui remplit les deux 1ere mais pas la dernière et qui n’est pas un satellite (pluton) •

Ordre de grandeur : •

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Age : ? Age de l’univers ~15 Ga ± 3 Ga ? Age de la voie lactée ~10 Ga ± 1Ga ? Age de la Terre ~5 Ga Distance : ? Voie lactée ~100 000 années lumières ? 1 année lumière ~9,5.1012 km ? 1 unité astronomique ~ 8mn lumière (~distance Terre-soleil/150.106 km)

2. L’histoire de l’Univers : du big-bang à nos jours Théorie du big-bang ~ sur car avant, y avait-il rien ou un autre univers mort big-crunch Début du big-bang : Explosion très violente puis s’étend et forme une plus vaste univers Expension continue : repartition spatiale de la matière de plus en plus grande. Température de plus en plus faible.

3.

formation du système solaire

Accrétion :

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Disque de gaz : effondrement gravitaire d’une nébuleuse interstellaire, formation d’un protosoleil entouré d’un disque de gaz chaud (car bcp de matière en mvt) qui va tourner. Disque de grains : proto soleil-> soleil émet des photons et vents solaire qui donnent de l’NRJ cinétique (t° suffisante pour début de réa de fusion). début de la séquence de condensation du disque de gaz -> petit grains dont la composition chi dépend de la t° et dc de la distance au soleil :proche du soleil= élément repoussé (mineraux, silicate), plus loin = composé vont se condenser (eau => glace, agglutine et plus sujet au vent solaire) (plus il fait chaud, plus y a d’élément qui peuvent former des éléments gazeux). Psce de gaz (plus petit, silicate) ou poussière (particule solide : masse + important (centaine, millier d’atomes) .le vent solaire ca pouvoir pousser d’où les m de gaz, pour les poussières, vent solaire n’arrive pas à repousser diagramme de vent solaire (séquence de condensation) plus les particules s’agglutine => formation des planètes.

Disque de planétésimaux : trie les particules (repousse les m gazeux) poussières se regroupe, +/+ grosse, formation de grains de+/+ gros Disque d’embryons ; ces grains n’ont pas de formes, grossissent et deviennent des sphères : embryons de planètes qui tourne st dans le même sens (collision plus douce) => gros corps peuvent fusionner entre eux. Mais entre eux, énorme bombardement météoritique puissent que leur masse attire (tous le cratère des planètes sont de cette époque) Disque de planètes : un soleil + qql planète extrêmement ordonné, disparation des grosses météorites ð On est passé d’un système très chaotique a très ordonné Reste des planétésimaux : astéroïde : proche soleil – silicate comète : loin du soleil – glace

4. Evolution des planètes Constat : les différences enveloppent des planètes Les planètes ont différentes couches - Planète tulleries : former près du soleil : noyau + manteau (silicate) + croute (silicate) - Géantes gazeux : à l’ext : gaz, puis couche de plus en plus dense, centre : noyaux rocheux ? (très petit, comparable au volume planète interne) entoure : couche liquide et gazeux

Pq ces structures concentriques : soit (une fausse) - Agglomérer les éléments qui forment le noyau, puis manteau puis atmosphère Agglomérer les molécules plus lourdes, puis plus léger - Tout mélanger, puis ensuite les molécules se débrouillent Ce qui permet de regrouper les éléments ensemble : proximité géographique (pas due au structure, attirer par éléments plus proches) => 1ere hypothèse semble fausse 2eme hypothèse : exemple de la vinaigrette ça marche si c’est liquide or les grains se choque : donc chauffe NRJ cinétique : NRJ temps matière chaude plus molles que celle froide, lourd au centre / léger autour Pour planète gazeuse : solide, dense : cœur rocheux, liquide dense 1ere couche, liquide peu dense 2eme couche, puis gaz Il y a donc accrétion homogène puis différenciation privilégié CF graphique précèdent 5. Le système solaire d’aujourd'hui Les différents composants du système solaire

- Le soleil : diamètre le plus élevé du système, boule de gaz comprimé : H, HE), Siege de réa nucléaire => NRJ => lumière structure : cœur : réa nucléaire / enveloppe dont diffèrent rôles Temperature 5770 K, jaune Diamètre : 1.4 106 km, masse 2.1027 Densité ; 1.14

Masse : 25% He, 74 H, autres éléments sont à l’état de traces - Planètes géantes (ext) : géante par leur taille, corps froids (pas de réa et trop loin du soleil), ne possèdent pas de surface solide, 99% composé d H et de He, aucune réa nucléaire (trop petite) Saturne, Jupiter, Neptune, Uranus - Planètes telluriques : venus mercure (densité plus élevé) mercure terre (terre lune plus faible) mars (moins) + satellite, constitué de silicates et de fer d’où la masse volumique élevée (3 à 6), caractérisé par une surface solide rocheuse (sauf la terre ou y a de l’eau) (plus proche du soleil, plus densité grande) - Planètes naine et satellite de glace : diamètre réduit (comme tellurique), mélange de glaces et de roches Si. densité faible (même que soleil, et planète géantes) planète naine : pluton, Eris, Ceres Astéroïde et petit satellite : « gros cailloux » pas sphérique, relativement dense (2 ou +), groupé pour la plupart entre mars et Jupiter = séparation planète géante/tellurique, distance ou l’eau congelais phobos, deimos - Comètes : trop petit pour être sphérique, constitué de gaz, poussière et glace, se déplacent sur des orbites très elliptique (objet les a déstabilisé) lors du rapprochement du soleil : +/+ chaud = décongélation/ vaporisation : trainé (queue de la comète) 2queue : ionique 100 million km ligne droite à partir du soleil, et poussière (10 M de kilomètre) courbé ð Objet loin : densité comparable à celle du soleil (car agglomération d’éléments moins mobile) ð Objet proche : densité plus grosse due au silicate ð Objet trop petit pour former des planètes ð Soleil : objet assez gros pour faire réa nucléaire Loi de Titus et Bode MERCredi Viendras-Tu MAnger Avec Jean Sur Une Nappe ? Planètes tellurique ; proche du soleil (glace pouvait pas se former) Planètes gazeuse ; loin du soleil (glace) Ceinture de Kuper : espace ou planète isimaux n’ont pas pu se former (système pas ordonné) Nuage d’Oort : enveloppe de la nebulaise solaire, planète isimaux sur distance bcp plus grande (gigantesque comparé au système solaire ordonné) Jamais aligné … en orbite autour du soleil Période orbitale : temps mis par une planète pour parcourir son orbite (une révolution) autour du soleil. Terre : 365.25 jours 6. Différenciation des planètes Comment les planètes peuvent-elles garder leur gaz

Terre primitive : embryon, prend des poussières minéraux (à basse pressions) pour emmener dans un lieu à haute pressions => formation h2o co2, à partir d’une certaine taille peux garder les gaz : 1ere atmosphère Terre grossit => séparation noyau et manteau : champ magnétique qui va dévier les vents solaires qui va protéger les particules donc atmosphère ne s’éloignent pas de la terre C’est à cette époque que nbx comète et astéroïde (glace...) frappe la terre : se volatilise et permette la formation de l’atmosphère Terre grossit donc refroidit : l’eau sous forme gazeux va se condenser sous forme liquide qui va permettre la formation de l’océan Puis atmosphère transformer par l’act des végétaux è Plusieurs atmosphères qui ont eu une composition différentes, temps de formation : 100 Million d’année Condition p° et t° des différents planètes Mercure : absence d’atmosphère : eau gazeux Venus : proche soleil, possède un noyau (avant), psce de co2 mais constitué de CO2 => t° élevé : eau gaz Terre : temps et pression idéal pour liquide Mars : trop froid donc l’eau et solide Lune : pas d’atmosphère ; liq/gaz mais pas bcp de pression donc gaz è Seule la terre a les bonnes conditions liées à la présence d’une atmosphère : grâce à atmosphère : pression, grâce à atmosphère : effet de serre donc chaleur augmente...