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Terre

Pour les articles homonymes, voir Terre (homonymie).

Terre
Caractéristiques orbitales
La Terre vue depuis Apollo 17 en 1972^{Note 1}.
Demi-grand axe	149 597 887,5 km (1,0000001124 UA)
Aphélie	152 097 701 km (1,0167103335 UA)
Périhélie	147 098 074 km (0,9832898912 UA)
Circonférence orbitale	924 375 700 km (6,1790699007 UA)
Excentricité	0,01671022
Période de révolution	365,25696 d
Période synodique	— d
Vitesse orbitale moyenne	29,783 km/s
Vitesse orbitale maximale	30,287 km/s
Vitesse orbitale minimale	29,291 km/s
Inclinaison sur l’écliptique	(par définition) 0°
Nœud ascendant	174,873°
Argument du périhélie	288,064°
Satellites connus	1, la Lune
Caractéristiques physiques
Rayon équatorial	6 378,137 km
Rayon polaire	6 356,752 km
Rayon moyen volumétrique	6 371,0 km
Aplatissement	0,0033529
Périmètre équatorial	40 075,017 ; périmètre méridional « polaire » = 40 007,864 km
Superficie	510 067 420 km²
Volume	1,08321×10¹² km³
Masse	5,9736×10²⁴ kg
Masse volumique globale	5,515×10³ kg/m³
Gravité de surface	9,80665 m/s² (1 g)
Vitesse de libération	11,186 km/s
Période de rotation (jour sidéral)	0,99726949 d (23 h 56 min 4,084 s)
Vitesse de rotation (à l’équateur)	1 674,364 km/h
Inclinaison de l’axe	23,4388°
Albédo géométrique visuel	0,367
Albédo de Bond	0,306
Irradiance solaire	1 367,6 W/m² (1 Terre)
Température d’équilibre du corps noir	254,3 K (-18,7 °C)
Température de surface :
Maximum :	57,8 °C¹
Moyenne :	15 °C
Minimum :	-89,2 °C²
Caractéristiques de l’atmosphère
Pression atmosphérique	101 325 Pa
Masse volumique au sol	1,217 kg/m³
Masse totale	5,1×10¹⁸ kg
Hauteur d’échelle	8,5 km
Masse molaire moyenne	28,97 g/mol
Azote N₂	78,084 % volume sec
Oxygène O₂	20,946 % volume sec
Argon Ar	0,9340 % volume sec
Dioxyde de carbone CO₂	390 ppm volume sec
Néon Ne	18,18 ppm volume sec
Hélium He	5,24 ppm volume sec
Méthane CH₄	1,79 ppm volume sec
Krypton Kr	1,14 ppm volume sec
Hydrogène H₂	550 ppb volume sec
Protoxyde d'azote N₂O	300 ppb volume sec
Monoxyde de carbone CO	100 ppb volume sec
Xénon Xe	90 ppb volume sec
Ozone O₃	0 à 70 ppb volume sec
Dioxyde d'azote NO₂	20 ppb volume sec
Iode I	10 ppb volume sec
Vapeur d'eau H₂O	~ 0,4 % volume global ~ de 1 à 4 % en surface (valeurs typiques)
Histoire
Découverte par	• Nature planétaire pressentie par l'école pythagoricienne (Philolaos de Crotone). • Attestée à l'époque hellénistique (Aristarque de Samos, puis Ératosthène).
Découverte le	• V^e siècle av. J.‑C. • III^e siècle av. J.‑C.

La Terre est la troisième planète du système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. Il s'agit de la plus grande et la plus massive des quatre planètes telluriques, les trois autres étant Mercure, Vénus et Mars. La terre se trouve dans la zone habitable du système solaire. Elle est couramment appelée en français Terre, planète Terre, planète bleue ou encore Monde^{Note 2}.
La Terre s'est formée il y a 4,54 milliards d'années environ et la vie apparut moins d'un milliard d'années plus tard³. La planète abrite des millions d'espèces dont les humains⁴. La biosphère de la Terre a fortement modifié l'atmosphère et les autres caractéristiques abiotique de la planète, permettant la prolifération d'organismes aérobies de même que la formation d'une couche d'ozone, qui associée au champ magnétique terrestre, bloque une partie des rayonnements solaires permettant ainsi la vie sur Terre⁵. Les propriétés physiques de la Terre de même que son histoire géologique et son orbite ont permis à la vie de subsister durant cette période et la Terre devrait pouvoir supporter la vie durant encore au moins 500 millions d'années⁶^,⁷.
La croûte terrestre est divisée en plusieurs segments rigides appelés plaques tectoniques qui se déplacent sur des millions d'années. Environ 71 % de la surface terrestre est couverte par des océans d'eau salée qui forment l'hydrosphère avec les autres sources d'eau comme les lacs ou les nappes phréatiques. Les pôles géographiques de la Terre sont principalement recouverts de glace (inlandsis de l'Antarctique) ou de banquises. L'intérieur de la planète reste actif avec un épais manteau composé de roches plus ou moins fondues, un noyau externe liquide qui génère un champ magnétique et un noyau interne de fer solide.
La Terre interagit avec les autres objets spatiaux, principalement le Soleil et la Lune. Actuellement, la Terre orbite autour du Soleil en 365,26 jours solaires ou une année sidérale^{Note 3}. L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23,4° par rapport à la perpendiculaire du plan de l'écliptique, ce qui produit des variations saisonnières sur la surface de la planète avec une période d'une année tropique (365,24 jours solaires)⁸. Le seul satellite naturel connu de la Terre est la Lune qui commença à orbiter il y a 4,5 milliards d'années. Celle-ci provoque des marées, stabilise l'inclinaison axiale et ralentit lentement la rotation terrestre. Il y a environ 3,8 milliards d'années, lors du grand bombardement tardif, de nombreux impacts d'astéroïdes causèrent d'importantes modifications de sa surface.
La Terre a pour particularité d'être le seul endroit de l'univers connu pour abriter la vie, et accessoirement l'espèce humaine. Les cultures humaines ont développé de nombreuses représentations de la planète, dont une personnification en tant que déité, la croyance en une terre plate, la Terre en tant que centre de l'univers et la perspective moderne d'un monde en tant que système global nécessitant une gestion raisonnable.
La science qui étudie la Terre est la géologie. Compte tenu de l'influence de la vie sur la composition de l'atmosphère, des océans et des roches sédimentaires, la géologie emprunte à la biologie une partie de sa chronologie et de son vocabulaire.

Chronologie[modifier]

Article détaillé : Histoire de la Terre.

Globalement l'histoire de la Terre est divisée en quatre éons :

L'hadéen: A débuté il y a 4,567 milliards d'années⁹, lorsque la Terre s'est formée avec les autres planètes à partir d'une nébuleuse solaire, une masse de poussières et de gaz en forme de disque détachée du Soleil en formation. C'est au début de cette éon que se sont formés la croûte terrestre, les océans, l'atmosphère et la Lune.
L'archéen: Est l'éon qui marque l'apparition de la vie. On estime qu'il a débuté il y a 3,8 milliards d'années.
Le protérozoïque: Est l'éon lié à l'apparition des premières plantes à photosynthèse. Son début remonte à 2,5 milliards d'années. La photosynthèse a eu un impact considérable sur la géologie, car elle a provoqué une crise appelée grande oxydation pendant laquelle les océans se sont chargés en oxygène après avoir été vidés de leur fer, et avant que l'oxygène ne soit émis aussi en grande quantité dans l'atmosphère.
Le phanérozoïque: Est marqué par l'apparition des premiers animaux à coquilles, et plus globalement par le début du règne animal. Il a débuté il y a 542 millions d'années environ, et s'étend jusqu'à nos jours.

Époque prébiotique[modifier]

Article détaillé : Hadéen.

La formation de la Terre par accrétion était presque terminée en moins de 20 millions d'années¹⁰. Initialement en fusion, la couche externe de la Terre s'est refroidie pour former une croûte solide lorsque l'eau commença à s'accumuler dans l'atmosphère, aboutissant aux première pluies et aux premiers océans. La Lune s'est formée peu de temps après il y a 4,53 milliards d'années¹¹. Le consensus actuel¹² pour la formation de la Lune est l'hypothèse de l'impact géant, lorsqu'un objet de la taille de Mars (quelquefois appelé Théia) avec environ 10 % de la masse terrestre¹³ impacta la Terre¹⁴. Dans ce modèle, une partie de cet objet se serait agglomérée avec la Terre, tandis qu'une autre portion, mêlée avec peut-être 10 % de la masse totale de la Terre, aurait été éjectée dans l'espace, où elle aurait formé la Lune.
L'activité volcanique a produit une atmosphère primitive. De la vapeur d'eau condensée ayant plusieurs origines possibles, mêlée à de la glace apportée par des comètes, a produit les océans¹⁵. Une combinaison de gaz à effet de serre et d'importants niveaux d'activité solaire permirent d'augmenter la température à la surface de la Terre et empêchèrent les océans de geler¹⁶. Vers 3,5 milliards d'années, le champ magnétique se forma et il permit d'éviter à l'atmosphère d'être balayée par le vent solaire¹⁷.
Deux principaux modèles ont été proposés pour expliquer la vitesse de croissance continentale¹⁸ : une croissance constante jusqu'à nos jours¹⁹ et une croissance rapide au début de l'histoire de la Terre²⁰. Les recherches actuelles montrent que la deuxième hypothèse est la plus probable avec une formation rapide de la croûte continentale²¹ suivie par de faibles variations de la surface globale des continents²²²³^,²⁴. Sur des échelles de temps de plusieurs centaines de millions d'années, les continents ou supercontinents se forment puis se divisent. C'est ainsi qu'il y a environ 750 millions d'années, le plus vieux des supercontinents connus, Rodinia, commença à se disloquer. Les continents entre lesquels il s'était divisé se recombinèrent plus tard pour former Pannotia, il y a 650-540 millions d'années, puis finalement Pangée, au Permien, qui se fragmenta il y a 180 millions d'années²⁵.

Évolution de la vie[modifier]

Article détaillé : Histoire évolutive du vivant.

On suppose qu'une activité chimique intense dans un milieu hautement énergétique a produit une molécule capable de se reproduire, dans un système particulier, il y a environ 4 milliards d'années. La vie elle-même serait apparue entre 200 et 500 millions d'années plus tard²⁶.^[évasif]
Le développement de la photosynthèse, active depuis bien avant 3 (à 3,5) milliards d'années avant le présent, permit à la vie d'exploiter directement l'énergie du Soleil. Celle-ci produisit de l'oxygène qui s'accumula dans l'atmosphère, à partir d'environ 2,5 milliards d'années avant le présent, et forma la couche d'ozone (une forme d'oxygène [O₃]) dans la haute atmosphère, lorsque les niveaux d'oxygène dépassèrent quelques %. Le regroupement de petites cellules entraina le développement de cellules complexes appelées eucaryotes²⁷. Les premiers organismes multicellulaires formés de cellules au sein de colonies devinrent de plus en plus spécialisés. Aidée par l'absorption des dangereux rayons ultraviolets par la couche d'ozone, des colonies bactériennes pourraient avoir colonisé la surface de la Terre, dès ces époques lointaines²⁸. Les plantes et les animaux pluricellulaires colonisèrent la terre ferme qu'à partir de la fin du Cambrien (pour les premiers végétaux, mousses, lichens et champignons) et pendant l'Ordovicien (pour les premiers végétaux vasculaires et les arthropodes), le Silurien (pour les gastéropodes ?) et le Dévonien (pour les vertébrés).
Depuis les années 1960, il a été proposé une hypothèse selon laquelle une ou une série de glaciations globales eut lieu il y a 750 à 580 millions d'années, pendant le Néoprotérozoïque, et qui couvrit la planète d'une couche de glace. Cette hypothèse a été nommée Snowball Earth (« Terre boule de neige »), et est d'un intérêt particulier parce qu'elle précède l'explosion cambrienne, quand des formes de vies multicellulaires commencèrent à proliférer²⁹.
À la suite de l'explosion cambrienne, il y a environ 535 millions d'années, cinq extinctions massives eurent lieu³⁰. La dernière extinction majeure date de 65 millions d'années, quand une météorite est entrée en collision avec la Terre, exterminant les dinosaures et d'autres grands reptiles, épargnant de plus petits animaux comme les mammifères, oiseaux, lézards, etc.
Dans les 65 millions d'années qui se sont écoulées depuis, les mammifères se sont diversifiés, l'espèce humaine s'étant développée depuis deux millions d'années. Des changements périodiques à long terme de l'orbite de la Terre, causés par l'influence gravitationnelle des autres astres, sont probablement une des causes des glaciations qui ont plus que doublé les zones polaires de la planète, périodiquement dans les derniers millions d'années.
À l'issue de la dernière glaciation, le développement de l'agriculture et, ensuite, des civilisations, permit aux humains de modifier la surface de la Terre dans une courte période de temps, comme aucune autre espèce avant lui sur Terre, affectant la nature tout comme les autres formes de vie³¹.

Futur[modifier]

Cycle évolutif du Soleil.

Le futur de la Terre est très lié à celui du Soleil. Du fait de l'accumulation d'hélium dans le cœur du Soleil, la luminosité de l'étoile augmente lentement à l'échelle des temps géologiques. La luminosité va croître de 10 % au cours des 1,1 milliards d'années à venir et de 40 % sur les prochains 3,5 milliards d'années³². Les modèles climatiques indiquent que l'accroissement des radiations atteignant la Terre aura probablement des conséquences dramatiques sur la pérennité de son climat « terrestre », dont la disparition des océans³³.
La Terre devrait cependant rester habitable durant encore plus de 500 millions d'années⁶, bien que cette durée puisse passer à 2,3 milliard d'années si l'azote est retiré de l'atmosphère³⁴.^[évasif] L'augmentation de la température terrestre va accélérer le cycle du carbone inorganique, réduisant sa concentration à des niveaux qui pourraient devenir trop faibles pour les plantes (10 ppm pour la photosynthèse du C4) dans environ 500⁶ ou 900 millions d'années. La réduction de la végétation entrainera la diminution de la quantité d'oxygène dans l'atmosphère, ce qui provoquera la disparition progressive de la plupart des formes de vies animales³⁵. Ensuite, la température moyenne (de la Terre) augmentera plus vite dû à un emballement de l'effet de serre par la vapeur d'eau, vers 40 à 50 °C ³⁵. Puis les océans s'évaporeront « rapidement »⁷ précipitant le climat de la Terre dans celui de type vénusien.
Même si le Soleil était éternel et stable, le refroidissement interne de la Terre entrainerait la baisse du niveau de CO₂ du fait d'une réduction du volcanisme³⁶, et 35 % de l'eau des océans descendrait dans le manteau du fait de la baisse des échanges au niveau des dorsales océaniques³⁷.

La « fin »[modifier]

Dans le cadre de son évolution, le Soleil deviendra une géante rouge dans plus de 5 milliards d'années. Les modèles prédisent qu'il gonflera jusqu'à atteindre environ 250 fois son rayon actuel³²^,³⁸.
Le destin de la Terre est moins clair. En tant que géante rouge, le Soleil va perdre environ 30 % de sa masse, donc sans effets de marée, la Terre se déplacera sur une orbite à 1,7 ua (254 316 600 km) du Soleil lorsque celui-ci atteindra sa taille maximale. La planète ne devrait donc pas être engloutie par les couches externes du Soleil même si l'atmosphère restante finira par être « soufflée » dans l'espace, et la croûte terrestre finira par fondre pour se transformer en un océan de lave, lorsque la luminosité solaire atteindra environ 5 000 fois son niveau actuel³². Une simulation de 2008 indique que l'orbite terrestre va se modifier du fait des effets de marées et poussera la Terre à entrer dans l'atmosphère du Soleil où elle sera absorbée et vaporisée³⁸.

Composition et structure[modifier]

Article détaillé : Sciences de la Terre.

La Terre est une planète tellurique, c'est-à-dire une planète essentiellement rocheuse à noyau métallique, contrairement aux géantes gazeuses, telles que Jupiter, essentiellement constituées de gaz légers (hydrogène et hélium). Il s'agit de la plus grande des quatre planètes telluriques du système solaire, que ce soit en termes de taille ou de masse. De ces quatre planètes, la Terre a aussi la masse volumique globale la plus élevée, la plus forte gravité de surface, le plus puissant champ magnétique global, la vitesse de rotation la plus élevée³⁹ et est probablement la seule avec une tectonique des plaques active⁴⁰.
La surface externe de la Terre est divisée en plusieurs segments rigides, ou plaques tectoniques, qui se déplacent lentement sur la surface sur des durées de plusieurs millions d'années. Environ 71 % de la surface est couverte d'océans d'eau salée, les 29 % restants étant des continents et des îles. L'eau liquide, nécessaire à la vie telle que nous la connaissons, est très abondante sur Terre, et aucune autre planète n'a encore été découverte avec des étendues d'eau liquide (lacs, mers, océans) à sa surface.