Terre - Définition et Explications

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Jour de la Terre

Le Jour de la Terre a lieu le 22 avril, depuis 1970. Il marque la création de la mouvance écologiste.

Données physiques et astronomiques

Forme de la Terre

La forme de la Terre est modélisée par un ellipsoïde (En mathématiques, un ellipsoïde est une surface du second degré de l'espace euclidien à trois...), légèrement aplati aux pôles, et plus précisément par le géoïde. Le diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) approximatif de référence est de 12 742 km.

La rotation de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) crée un léger bourrelet équatorial, de sorte que le diamètre à l’équateur est 43 km plus long que le diamètre polaire (du pôle Nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus...) au pôle Sud). Les plus grandes dénivellations du sol de la Terre sont l'Everest (EVEREST (anciennement AIDA32 racheté par Lavalys fin décembre 2003), est un logiciel en...) (8 848 m au-dessus du niveau de la mer) et la fosse des Mariannes (La fosse des Mariannes est la fosse sous-marine la plus profonde actuellement connue, et l'endroit...) (11 500 m sous le niveau de la mer). Par contre, à cause de l’aplatissement, l’objet le plus éloigné du cœur de la Terre est en fait le volcan (Un volcan est un relief terrestre, sous-marin ou extra-terrestre formé par l'éjection et...) Chimborazo (Le Chimborazo est un volcan d’Équateur culminant à 6 268 m...) en Équateur.

Comparaison de quelques caractéristiques physiques des quatre planètes telluriques
Planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) Rayon équatorial Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) Gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) Inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) de l’axe
Mercure 2 439,7 km (0,383 Terre) e23/3.3023,302×1023 kg (0,055 Terre) 3,701 m/s² (0,377 g) ~0,01°
Vénus 6 051,8 km (0,95 Terre) e24/4.86854,8685×1024 kg (0,815 Terre) 8,87 m/s² (0,904 g) 177,36°
Terre 6 378,14 km e24/5.97365,9736×1024 kg 9,780 m/s² (0,99732 g) 23,45°
Mars 3 402,45 km (0,533 Terre) e23/6.41856,4185×1023 kg (0,107 Terre) 3,69 m/s² (0,376 g) 25,19°
Photomontage comparatif des tailles des planètes telluriques (de gauche à droite) : Mercure, Vénus, la Terre et Mars.


La conception sphérique de la Terre remonte à l'antiquité grecque, vers le Ve siècle av. J.-C., et plus spécifiquement aux pythagoriciens. On retrouve cette conception chez Parménide, Platon (Platon (en grec ancien Πλάτων / Plátôn),...) ou Aristote (Aristote (en grec ancien...). Elle s'appuie sur le fait que, lors des éclipses de Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...), l'ombre (Une ombre est une zone sombre créée par l'interposition d'un objet opaque (ou seulement...) de la Terre est sphérique, et sur le fait que les constellations varient lorsqu'on se déplace du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) au Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.). Au IIIe siècle av. J.-C., Ératosthène donna une estimation du rayon terrestre que nous supposons très proche de la réalité, ainsi que Posidonios, au Ie siècle av. J.-C.. Vers la même époque, Cléomède définit les notions d'équateur, de tropiques, d'arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux...) et d'antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus...). Reprenant ces notions, le géographe Ptolémée (Claudius Ptolemaeus (en grec : Κλαύδιος...) fournit au IIe siècle des informations géographiques qui furent utilisées jusqu'à la Renaissance.

La civilisation arabo-musulmane conserva la connaissance d'une Terre sphérique et au IXe siècle, le calife Al-Mamun, à Bagdad (Bagdad (en arabe ?????) est la capitale et la plus grande ville de l'Irak. Elle se situe sur le...), fit procéder à une mesure d'une partie d'un méridien (En géographie, un méridien est un demi grand cercle imaginaire tracé sur le globe...), conduisant à une bonne approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de...) de la circonférence de la Terre. Plus explicite encore est qu'une figure comme Abou Hanîfa, fondateur de l'une des quatre écoles de jurisprudence musulmane, avait foi dans la sphéricité de la Terre. Dans le monde (Le mot monde peut désigner :) chrétien, cette idée fut parfois remise en cause, par exemple au VIe siècle par Cosmas Indicopleustès. En effet, les Pères de l'Église (L'église peut être :) ne pouvaient concilier la vision du monde sphérique d'Aristote constitué de deux zones polaires et deux zones tempérées, séparées par une zone torride infranchissable, avec l'universalité du message (La théorie de l'information fut mise au point pour déterminer mathématiquement le taux...) du Christ, ce message ne pouvant parvenir à d'hypothétiques habitants des antipodes. Jusqu'au XIIe siècle, on s'attacha donc à représenter le monde sous forme symbolique, mais des philosophes ou des religieux tels Isidore de Séville, Bède le Vénérable, Jean Scot Erigène, Gerbert d'Aurillac, Thomas d'Aquin, Albert le Grand (Albrecht von Bollstädt connu sous l'appellation saint Albert le Grand, était dominicain,...) ou Roger Bacon avaient très bien intégré la représentation sphérique. Vers 1150, le livre De imagine mundi, dont l'auteur présumé est Honorius d'Autun, décrit l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) de façon plus mythologique que scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...), mais dans lequel la Terre est une sphère (En mathématiques, et plus précisément en géométrie euclidienne, une...) d'environ 35 000 km de circonférence. Charlemagne est d'ailleurs représenté sur quelques enluminures comme tenant à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à...) une représentation d'un petit globe terrestre surmonté d'une croix.

Position et taille du continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens...) asiatique selon Christophe Colomb.

Les récits de voyages de missionnaires, de Marco Polo et de l'explorateur Jean de Mandeville (avec son Livre des merveilles du monde) diffusaient dans la société l'image d'une terre sphérique, qui pouvait théoriquement faire l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'une « circumnavigation ». L’Imago mundi du cardinal Pierre d'Ailly retenait cette représentation sphérique. On sait que Christophe Colomb a été influencé par le Livre des merveilles du monde de Mandeville, et qu'il possédait un exemplaire de l’Imago mundi abondamment annoté et commenté par ses soins. En sous-estimant grandement le rayon terrestre et en imaginant un continent asiatique trois fois plus étendu vers l'Est qu'il ne l'est en réalité, Colomb a pu envisager de façon raisonnable la possibilité de rejoindre les Indes par l'Ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se...). Une connaissance plus précise des distances aurait découragé toute tentative de traversée de l'Océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau...) avec les moyens de l'époque.

Les voyages des Portugais dès le début du XVe siècle pour rejoindre les Indes en contournant l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles,...), la redécouverte des textes grecs à la Renaissance, en particulier la Géographie de Ptolémée, leur diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) au moyen de l'imprimerie ont également largement contribué à propager les représentations modernes de la Terre, avec le Nord vers le haut des cartes, les méridiens, les parallèles, l'équateur et les deux tropiques. Le plus ancien globe terrestre connu est fabriqué par Martin Behaim vers la fin du XVe siècle, peu avant que Vasco de Gama, Christophe Colomb ou Magellan entreprennent leurs voyages. On y voit l'Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...), l'Afrique et l'Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la...), mais bien entendu, ni les Amériques, ni l'Océanie (L'Océanie est une vaste région regroupant des territoires situés dans l'océan...).

Mercator a, en dessinant ses cartes, mentionné et dessiné un énorme continent austral : Terra incognita australis (terre australe (du sud) inconnue). Cette « terre australe inconnue » a été dessinée au Sud car Mercator pensait, à la suite des Grecs, que sans ce poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...) la Terre n'était pas équilibrée. Les réflexions et travaux en géographie (relevés cartographiques, projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de...) de Mercator) au XVIe siècle ont permis de faire évoluer la connaissance de la Terre.

C'est au XVIIIe siècle que l'aplatissement (L'aplatissement d'une planète est une mesure de son « ellipticité »; une sphère a un...) des pôles est reconnu, avec les expéditions menées au Pérou et en Laponie.

Données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) orbitales

Le demi-grand axe de son orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) définit l'unité astronomique (L’unité astronomique (symbole ua) correspond approximativement à la longueur du demi-grand...), qui vaut 149 597 870 700 ± 3 m selon la valeur actuellement la plus précise. Son éloignement au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) est compris entre 0,9833 et 1,0167 UA.

Jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), saisons et année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...)

La Terre tourne autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'elle même en un jour sidéral (Un jour sidéral, qui signifie littéralement temps d'étoile, est la durée que met une planète...) de 23h56', et autour du soleil en une année d'environ 365 jours. Son axe de rotation est incliné par rapport à l'écliptique (L'écliptique est le grand cercle sur la sphère céleste représentant la trajectoire annuelle du...), ce qui produit l'alternance de quatre saisons sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) du globe.

La périodicité des saisons se mesure, elle, au moyen de l'année tropique (Les tropiques sont deux lignes imaginaires du globe terrestre, parallèles à...), légèrement plus courte que l'année sidérale de la valeur annuelle de la précession (La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un...) de l'axe de rotation. La période du passage aux points de l'ellipse de l'orbite comme le périhélie (Le périhélie est le point de l'orbite d'un corps céleste (planète, comète,...), est l'année anomalistique (Une année anomalistique est, en astronomie, la durée entre deux passages successifs de la Terre...), légèrement plus longue que l'année sidérale de la valeur annuelle de la récession du périhélie.

Enfin, dans les calculs astronomiques, on utilise l'année julienne (En astronomie, une année julienne est une unité de temps définie comme exactement égale à...) valant exactement 365,25 jours.

Accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) de la pesanteur (Le champ de pesanteur (ou plus couramment pesanteur) est un champ attractif auquel sont soumis tous...)

L'accélération de la pesanteur (ou « champ de pesanteur ») varie légèrement à la surface de la Terre pour trois raisons :

  • Elle dépend de l'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...), l'accélération étant inversement proportionnelle au carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) de la distance entre le centre de gravité (Le centre de gravité est le point d'application de la résultante des forces de...) de la Terre et le point (Graphie) où il est mesuré.
  • La Terre n'est pas parfaitement sphérique, mais un peu aplatie aux pôles, la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...) est plus grande aux pôles, pour la même raison.
  • La Terre tourne sur elle-même, ce qui fait qu'un objet à l'équateur est un tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) petit peu plus léger (voir Force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) centrifuge).

D'autres facteurs peuvent influer de façon minime sur le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de pesanteur local (Voir Gravimétrie) :

  • La composition du sous-sol (roches, grottes…)

L'accélération de la pesanteur peut se calculer comme suit :

g=9,780318 [m/s2] × (1 + 5,3024×10–3 × sin2(L) + 5,9×10–6 × sin2(2×L) – 3,15×10–7 × h)
où :
  • L=la latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre...)
  • h=l'altitude en mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du...).

Au niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de...), h=0 m :

  • à l'équateur (L=0°) : g=9,7803 m/s²
  • à la latitude (L=45°) : g=9,8063 m/s²
  • aux pôles (L=90°) : g=9,8322 m/s²

La force de pesanteur englobe donc à la fois la gravité et la force centrifuge, qui elle provient du mouvement de rotation. Il reste une force provenant de la rotation de la Terre qui ne peut être incluse dans la pesanteur : la force de Coriolis (La force de Coriolis est une force inertielle agissant perpendiculairement à la direction du...), qui elle dépend de la vitesse (On distingue :) de l'objet sur Terre. La pesanteur a été définie pour être indépendante du mouvement de l'objet sur Terre.

Satellites de la Terre

Représentation à l'échelle de la taille et de la distance de la Terre et de la Lune. (1 px = 500 km)

La Lune est un satellite naturel (Un satellite naturel est un objet qui orbite autour d'une planète ou d'un autre objet plus...), situé à environ 380 500 km de la Terre. Relativement grand, son diamètre est environ le quart de celui de la Terre. Au sein du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...), c'est l'un des plus grands satellites naturels (après Ganymède, Titan (Cliquez sur l'image pour une description), Callisto et Io), le plus grand d'une planète non gazeuse. Elle est relativement proche de la taille de la planète Mercure. Les satellites naturels orbitant autour des autres planètes sont communément appelés « lunes » en référence à la Lune de la Terre.

L'attraction gravitationnelle entre la Terre et la Lune cause les marées sur Terre. Le même effet a lieu sur la Lune, faisant en sorte que sa période de rotation (La période de rotation désigne la durée mise par un astre (étoile, planète, astéroïde) pour...) est identique au temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) qu'il lui faut pour orbiter (Orbiter est un simulateur de vol spatial réaliste, diffusé sous forme de graticiel (mais non open...) autour de la Terre, présentant ainsi toujours la même face vers notre planète. En orbitant autour de la Terre, différentes parties du côté visible de la Lune sont illuminées par le Soleil, causant les phases lunaires.

À cause du couple des marées, la Lune s'éloigne de la Terre à un rythme d'environ 38 mm par an, produisant aussi l'allongement du jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) terrestre de 23 microsecondes par an. Sur plusieurs millions d'années, l'effet cumulé de ces petites modifications produit d'importants changements. Durant la période du Dévonien, à approximativement 410 millions d'années d'aujourd'hui, il y avait 400 jours dans une année, chaque jour durant 21,8 heures (L'heure est une unité de mesure  :).

Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de la Terre, la Lune est assez éloignée pour avoir la même taille apparente que le Soleil. La taille angulaire des deux corps est quasiment égale car même si le diamètre du Soleil est 400 fois plus grand que celui de la Lune, celle-ci est 400 fois plus rapprochée de la Terre que ce dernier. Ceci permet encore tout juste les éclipses totales sur Terre.

La théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) acceptée sur les origines de la Lune est celle d'un impact géant entre un planètoïde de la taille de Mars, appelé Théia, et la Terre nouvellement formée. Cette hypothèse explique en partie le fait que la composition de la Lune ressemble particulièrement à celle de la croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre....).

La Terre a aussi deux satellites co-orbitaux, l'astéroïde (Un astéroïde est un objet céleste dont les dimensions varient de quelques dizaines...) (3753) Cruithne et 2002 AA29, ainsi que des quasi-satellites, 2003 YN107 (jusqu'en 2006), 2001 GO2 et (164207) 2004 GU9.

Position dans l'Univers

On sait aujourd'hui que la Terre tourne sur elle-même et autour du Soleil. Mais cette formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits...) sous-entend un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de principes liés au développement de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) et de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...), et qui ont mis plusieurs siècles avant de s'affirmer.

La position de la Terre dans l'Univers fut la source de longs débats opposant durant des siècles philosophes, savants et religieux de tous bords. Pendant longtemps, la Terre fut considérée comme au centre de l'Univers, conception défendue par Aristote ou Ptolémée. Cette théorie, le géocentrisme (Le géocentrisme est un modèle physique ancien et erroné selon lequel la Terre se...), affirmait que tous les objets célestes, Soleil, Lune, planètes et étoiles, (astres) orbitaient autour de la Terre. L'héliocentrisme (L'héliocentrisme est une théorie physique qui place le Soleil au centre de l'Univers, ou...) présente une Terre en orbite autour du Soleil, avec la Lune, satellite (Satellite peut faire référence à :) naturel de la Terre. Défendue par Aristarque de Samos (Samos (en grec ancien Σάμος) est une île grecque de la mer...), cette théorie fut oubliée jusqu'à ce que Nicolas Copernic (Nicolas Copernic (polonais : Mikołaj Kopernik, allemand : Nikolaus Kopernikus,...) la redécouvre et la complète dans son traité publié en 1543 : De revolutionibus orbium coelestium libri VI). Tycho Brahe (Tycho Brahe (Tyge Ottesen Brahe), dit Le noble Danois ou L’homme au nez d’or...) proposa un système dans lequel le Soleil tournait autour de la Terre, et les autres planètes autour du Soleil. L'idée de Copernic fut soutenue par Johannes Kepler (Johannes Kepler (ou Keppler), né le 27 décembre 1571 à Weil der Stadt dans...) et Galilée (Galilée ou Galileo Galilei (né à Pise le 15 février 1564 et mort à Arcetri près de Florence,...). Les ellipses képlériennes y firent beaucoup en permettant des tables d'une précision jamais égalée, et en expliquant les variations de latitude des planètes par rapport au plan de l'écliptique. À la fin du XVIIème, Isaac Newton (Isaac Newton (4 janvier 1643 G – 31 mars 1727 G, ou 25 décembre...) introduisit sa mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) qui explique le mouvement de la Terre par les forces s'appliquant sur elle, en se plaçant dans un espace qu'il supposait absolu. On disposait alors d'un système mécanique expliquant les mouvements des planètes, conformes à la théorie héliocentrique.

Dans la modélisation actuelle de la mécanique newtonienne (La mécanique newtonienne est une branche de la physique. Depuis les travaux d'Albert Einstein,...), on ne retient plus l'idée d'espace absolu. La position des objets est définie par rapport à un référentiel, notion déjà présente chez Galilée, Huygens et Newton, et la mécanique newtonienne repose sur l'hypothèse de l'existence d'une classe de référentiels privilégiés, les référentiels galiléens. Dans un référentiel galiléen (En physique, un référentiel galiléen, ou inertiel, est un référentiel dans...), les mouvements des planètes s'expliquent par les seules forces de gravitation.

Dans le langage courant, quand rien n'est précisé, on se réfère à un référentiel galiléen. Cela est dû au statut privilégié des référentiels galiléens en mécanique. C'est pour cela que la phrase « la Terre tourne » n'est pas considérée comme imprécise en physique.

Il faut remarquer qu'en vertu du principe de relativité (Le principe de relativité affirme que les lois physiques s'expriment de manière identique...), y compris dans la version de Galilée, les effets induits par le mouvement de la Terre sont extrêmement faibles pour ceux qui s'y trouvent. C'est pour cela que les Anciens avaient pu supposer la Terre immobile.

Plus généralement les astrophysiciens considèrent aujourd'hui que non seulement l'Univers est dépourvu de centre, mais même de tout point privilégié. Cette conjecture (En mathématiques, une conjecture est une assertion qui a été proposée comme vraie, mais que...) est appelée principe de Copernic, puisque le nom de Copernic est associé à la fin de la vision de la Terre comme centre de l'univers.

Le drapeau non-officiel du Jour de la Terre.
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