Exploration de l'Univers, de la Terre et de ses Phénomènes

L'Univers et les Corps Célestes

Les Planètes

Une planète est un corps céleste qui remplit les critères suivants :

• Elle est en orbite autour du Soleil.
• Elle possède une masse suffisante pour que sa gravité l'emporte sur les autres forces et la maintienne en équilibre sous une forme quasi sphérique.
• Elle a éliminé tout corps susceptible de se déplacer sur une orbite proche.

Les planètes sont divisées en deux catégories principales :

• Planètes telluriques : petites et solides (ex: Mercure, Vénus, Terre, Mars).
• Planètes gazeuses : grosses et principalement composées de gaz (ex: Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune).

Les Planètes du Système Solaire

Notre système solaire compte huit planètes principales :

• Mercure
• Vénus
• Terre
• Mars
• Jupiter
• Saturne
• Uranus
• Neptune

Les Satellites Naturels

Un satellite naturel est un corps qui tourne autour d'une planète. On connaît actuellement 172 satellites naturels dans notre système solaire.

Les Étoiles

Une étoile est une sphère de gaz très chaud, au cœur de laquelle se produisent des réactions nucléaires. Ces réactions sont à l'origine de la lumière et de la chaleur qu'elle émet.

La Lune

La Lune est le satellite naturel de la Terre.

Hypothèse de formation : Des objets percutant la Terre auraient provoqué la cassure d'une partie de celle-ci, formant ainsi la Lune et la Terre telles que nous les connaissons.

Les Unités de Mesure Spatiales

Pour mesurer les immenses distances dans l'espace, on utilise principalement deux unités :

1. Unité Astronomique (UA) : Égale à environ 150 millions de kilomètres, c'est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil.
2. Année-lumière (al) : Représente la distance parcourue par la lumière en une année, soit environ 9 461 milliards de kilomètres.

Les Constellations

Une constellation est un ensemble d'étoiles qui, vues de la Terre, sont suffisamment proches pour que l'homme, à travers les âges, les relie par des lignes imaginaires en formant des figures. Il existe actuellement 88 constellations reconnues.

Les Galaxies

Les étoiles sont les corps les plus massifs de l'espace. Elles ne sont pas réparties aléatoirement dans l'univers, mais se regroupent en des systèmes qui contiennent parfois des milliards d'étoiles : les galaxies.

La Structure Interne de la Terre

Le Noyau

• Noyau interne : Une boule solide principalement composée de fer, située à environ 6 371 km de la surface.
• Noyau externe : Un mélange de métaux en fusion (fer, nickel) dont la température atteint environ 3 000 °C.

Le Manteau

• Manteau inférieur : Possède des caractéristiques élastiques.
• Manteau supérieur : Est principalement plastique.

Les Discontinuités

Les discontinuités sont des variations brusques de densité au sein d'une même couche terrestre.

L'Asthénosphère

L'asthénosphère est la partie comprise entre la discontinuité de Mohorovičić (Moho) et le manteau inférieur.

La Lithosphère

La lithosphère est composée du manteau supérieur et de la croûte terrestre.

Le Volcanisme

Définition d'un Volcan

Un volcan est une structure géologique résultant de la remontée et de l'accumulation de matériaux magmatiques. Il est composé des éléments suivants :

• Un réservoir de magma en profondeur.
• Une ou plusieurs cheminées volcaniques qui permettent à l'intérieur de la Terre de communiquer avec la surface.
• Un cône qui résulte de l'accumulation de matériaux magmatiques, avec un cratère au sommet où débouche la cheminée.

Types de Volcans (Activité)

• Volcan actif : Si sa dernière éruption date de moins de quelques dizaines d'années.
• Volcan éteint : S'il n'est plus entré en éruption depuis plus longtemps que la période moyenne entre deux périodes d'activité (généralement, un volcan est considéré comme éteint s'il n'a pas eu d'éruption depuis 50 000 ans).

Composants des Éruptions Volcaniques

• Gaz : Composés d'eau, de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO2), ainsi que de composés soufrés et d'acide chlorhydrique.
• Lave : Magma qui a perdu presque tous ses gaz. Sa fluidité ou sa viscosité dépend de sa composition.
• Débris solides :
  • Cendres : Les débris les plus fins et les plus légers.
  • Lapilli : Quelques millimètres de diamètre.
  • Scories : De 5 à 30 cm de diamètre.
  • Bombes volcaniques : Gros blocs de forme ovale, relativement visqueux.

Types d'Éruptions Volcaniques

• Volcans explosifs (souvent associés à des laves grises) : La lave est tellement visqueuse qu'elle se solidifie à la sortie de la cheminée, provoquant des explosions.
• Volcans effusifs (souvent associés à des laves rouges) : Émettent une lave suffisamment fluide pour qu'elle ne s'accumule pas au point de sortie, formant des coulées.

Volcanisme et Tectonique des Plaques

• Volcanisme d'accrétion : Lié à l'écartement des plaques tectoniques.
• Volcanisme de subduction : Se produit au droit des zones de subduction. La plaque s'enfonçant dans le manteau entre en fusion. Le magma, plus léger, remonte à la surface et continue à se liquéfier. La diminution de pression entraîne une baisse de la température de fusion.

Phénomènes Atmosphériques Majeurs

Cyclones, Ouragans et Typhons

Ces termes désignent une perturbation atmosphérique de grande échelle due à une chute importante de la pression atmosphérique. L'eau s'évapore de la surface de l'océan et entre en contact avec des masses d'air froid, favorisant la formation de nuages.

Processus de formation :

• Une colonne de basse pression forme des vents dans une tour circulaire.
• Peu à peu, la pression de la colonne centrale faiblit, et la vitesse du vent autour s'accroît.

Conditions nécessaires :

• Température de l'eau de surface d'au moins 26 °C.
• Forte humidité.
• Présence d'une dépression.
• Localisation à au moins 5 degrés de latitude de l'équateur (pour que la force de Coriolis soit suffisante).

Tornades

Une tornade est un tourbillon de vents très violents. Elle n'est pas un cyclone car elle n'est pas dépressionnaire au sens large (elle ne se forme pas sur une vaste zone de basse pression océanique).

Conditions de formation :

• L'air chaud de basse altitude et ascendant rencontre de l'air froid descendant.
• Il se forme un nuage noir atteignant des altitudes très importantes (cumulonimbus), provoquant un très grand orage.

L'échelle de Fujita : Cette échelle classe les tornades de F0 à F10, mais seules les tornades jusqu'à F5 ont été observées.

Dynamique Atmosphérique

Flux d'Air et Isobares

Les flux d'air sont représentés par des lignes isobares, qui sont des courbes reliant des points de pression identique. La circulation de l'air se fait de la haute pression vers la basse pression.

• Le vent est un déplacement horizontal de l'air.
• Les courants sont des déplacements verticaux de l'air.
• L'air tourne dans les courants, le sens étant différent selon la pression.

Force de Coriolis

Le mouvement de rotation de la Terre provoque une déviation des fluides en mouvement à sa surface, notamment des masses d'air dans l'atmosphère et des masses d'eau dans les océans.

Formation de l'Univers et du Système Solaire

Théorie du Big Bang

La théorie du Big Bang postule que l'univers est en expansion. L'univers serait né d'un état très chaud et dense, et sa température et sa densité diminuent avec le temps suite à cette expansion.

Preuves de la théorie :

• L'univers est bel et bien en expansion, ce que nous sommes capables de mesurer de nos jours.
• Le rayonnement fossile de l'univers, découvert en 1965.
• L'abondance des éléments légers (Hydrogène et Hélium) dans l'univers.

La Voie Lactée

Notre système solaire appartient à un réseau d'étoiles appelé la Voie Lactée. Elle contient plus de 100 milliards d'étoiles et a un diamètre d'environ 100 000 années-lumière.

Selon leur luminosité, les étoiles sont classées en plusieurs catégories :

• Supergéantes : Jusqu'à 10 000 fois plus lumineuses que le Soleil.
• Géantes : Jusqu'à 100 fois plus lumineuses que le Soleil.
• Naines : Ont une luminosité comparable ou inférieure à celle du Soleil.

Météorites, Comètes et Étoiles Filantes

• Météorites : Fragments d'astéroïdes qui entrent en collision avec la Terre.
• Comètes : Astres avec un noyau solide, essentiellement constituées de glace.
• Étoiles filantes : Se produisent lorsque la Terre croise l'orbite d'une comète et traverse un nuage de poussières. Ces poussières entrent dans l'atmosphère terrestre, s'enflamment et provoquent le phénomène lumineux des étoiles filantes.