Jeudi 28 mai 2015 à 8:14

Astronomie, univers

 Mon article sur la structure de la terre a été lu par beaucoup de correspondants et m’a valu quelques messages.
    L’un d’entre eux me dit que je n’ai pas été assez précis et que le noyau de la terre se compose en réalité de 3 parties au lieu de 2.    
    C’est probablement vrai, mais c’est une découverte assez récente, et je n’avais pas voulu trop compliquer la  question, déjà assez complexe.
    Je vais essayer de donner un complément d’information.


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    Je vous rappelle la structure que j’avais détaillée dans mon article du premier mai. (voir schéma).
    La terre était composée de trois grandes parties : une croute superficielle peu épaisse (15 km max sous les océans, 70 km sous les continents), une couche sous jacente épaisse d’environ 2900 km, appelée le manteau et composée de trois parties, la couche intermédiaire étant plastique. 
    Enfin le « noyau » central, composé de fer et de nickel était composé de deux partie, une première partie liquide sous l’effet de la pression et de la température, le noyau externe (épaisseur environ 2200 km) et le noyau intérieur solide, de rayon 1270 km, qui est également appelé « graine).
    Il est constitué par cristallisation progressive du fer et du nickel du noyau externe. La pression de 3,5 millions de bars, le maintient dans un état solide malgré une température supérieure à 6000 °C et une densité d’environ 13.

    La nouveauté est que ce noyau intérieur, la graine, serait lui même composé de deux parties. La graine aurait une petite graine interne, mais on ne sait pas grand chose sur elle, dont le rayon serait de l’ordre de 600 km.(à peu près la moitié de celui de la graine.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/graineterre.jpg    Comment les scientifiques et en particulier Philippe Cardin chercheur du CNRS à l’institut des Sciences de la Terre à Grenoble sont ils arrivés à cette conclusion.
    Les sismologues ont observé, lors de tremblements de terre,  les signaux enregistrés par les sismographes de 567 couples de stations diamétralement opposées sur la terre.
    Ils ont comparé les temps d’arrivée des signaux réfléchis et diffusés, qui passent par le centre de la terre et de ceux qui passent par le bord de la graine (voir schéma).
    Ils en ont déduit les vitesses de propagation des ondes sismiques pour les divers couples de stations. Ils ont trouvé que ces vitesses n’étaient pas uniformes, mais qu’il y avait des directions pour lesquelles elles étaient maximales (ils ont appelé ces directions les « axes rapides ».
    Ils ont constaté que cette anisotropie était de 70% plus élevée pour les ondes passant par le centre de la graine. De plus pour la partie périphérique de la graine l’axe rapide est orienté Nord-sud (P1/P2), alors que pour son centre, il est orienté dans un plan équatorial (E1/E2).
    Ils en ont déduit qu’il existait une « sous-graine interne », responsable de ces phénomènes.
    
    Les géologues ne savent pas pour le moment expliquer le phénomène.
    On sait qu’au départ, tout le noyau était liquide, puis que environ 100 millions d’années après la formation de la Terre, la partie centrale aurait refroidi et se serait cristallisée et serait uniquement composée de Fer et de nickel, les autres éléments tels qu’ oxygène, soufre, carbone…, étant renvoyés dans le noyau externe.
    
    Il est possible qu’ultérieurement les cristaux de fer se soient orientés différemment ou aient cristallisé dans des structures cristallines différentes  au centre de la graine et à sa périphérie. 
    La connaissance du noyau est importante pour expliquer la formation de la terre et surtout du champ magnétique terrestre. On pense que l’expulsion des éléments autres que fer/nickel hors de la graine a provoqué des écoulements  et des mouvements de convection à l’intérieur du noyau externe liquide conducteur (c’est du fer). Ces mouvement sont ensuite entretenus pour évacuer la chaleur du noyau.
    Des calculs numériques complexes et des expériences sur du sodium liquide, notamment en 2006), ont montré qu’il peut y avoir apparition spontanée d'un champ magnétique dans un fluide conducteur turbulent. Ce champ induit des courants qui eux mêmes induisent des champs magnétiques et il y a autorenforcement. Le champ magnétique agit lui même sur les mouvements du fluide ferromagnétique et  un équilibre relativement stable se produit. (on appelle ce phénomène « l’effet dynamo » terrestre.
    La rotation de la terre et les forces de Coriolis ont une influence, de même que les variations de position de l’axe de rotation de la Terre.
    Ces expériences ont montré que dans certaines condition ce champ pouvait varier et même se renverser. Ceci corrobore des observations sur l’orientation de couches sédimentaires qui font supposer qu’il y a eu dans les temps géologiques, des inversions du champ magnétique terrestre.
    Des théories analogues expliquent les champs magnétiques du soleil et des étoiles, mais celles-ci sont constituées de plasma et non de fer liquide et donc les équations qui président aux mouvements internes sont très différentes.
    Pour ceux qui sont très calés en physique, vous trouverez un article complet sur le champ magnétique terrestre à l’adresse suivante : 
http://www.astrosurf.com/luxorion/terre-champ-magnetique2.htm

    Les géologues, les physiciens et les mathématiciens ont encore beaucoup de travail devant eux.

Samedi 2 mai 2015 à 8:20

Astronomie, univers

Nous savons maintenant quelle est la structure en couches de notre terre.
Nous allons voir ensemble ce que sont les plaques tectoniques et la cause des tremblements de terre.

    La croûte terrestre et la première couche rigide du manteau (c’est à dire la lithosphère) sont constituées de plaques qui s'encastrent les unes dans les autres comme les pièces d'un puzzle.
    Le magma du manteau terrestre plastique (deuxième et troisième sous-couches), est en mouvement circulaire constant (à vitesse très lente bien sûr). Ainsi, le magma qui se trouve près du noyau, très chaud et léger, monte en surface alors que le magma près de la surface se refroidit et durçit et replonge en profondeur. Ces mouvements de convection entraînent les plaques tectoniques et provoquent différents types de mouvements.
    Il est probable que ce sont ces mouvements qui, il y a des milliards d’années ont entraîné les cassures entre plaques, à des endroits où la lithosphère était plus fragile
    Les vitesses de déplacement des plaques sont évidemment faibles, mais mesurables : quelques centimètres par an.
    Ces plaques peuvent s'éloigner les unes des autres, se frotter, entrer en collision ou glisser l'une sous l'autre.
    Les tremblements de terre se produisent là où les plaques bougent et se gênent mutuellement.

    Deux plaques tectoniques peuvent s'éloigner l'une de l'autre sous l'effet du magma qui monte à la surface et leur éloignement se déroule surtout dans les fonds océaniques. Le magma devient alors solide et forme une longue chaîne de montagnes sous-marines qu'on appelle «dorsale océanique». C'est au niveau des dorsales océaniques que se forme la nouvelle croûte terrestre . Il peut aussi y avoir un effondrement et que les océans se forment ou s'élargissent.
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    Deux plaques peuvent se rapprocher et entrer en collision. Ce mouvement entraîne souvent la formation de montagnes et la création de failles. Lors de la collision de deux plaques, la plaque la plus dense descend dans le manteau où elle redeviendra plastique alors que la plaque la moins dense demeure en surface.
     Du magma peut sortir de la croûte terrestre à ces endroits, ce qui peut provoquer la formation de volcan, voire de montagnes.

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http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/320pxSeismeEpicentreHypocentreFailletectonique.jpg    Les conséquences ne sont pas, le plus souvent,  aussi spectaculaires mais tout aussi dangereuses. Ce sont des tremblements de terre très violents.
    Si elle avait été libre, la plaque aurait avancé lentement tous les ans. Mais elle est bloquée par l’autre plaque et ne passe pas immédiatement dessous ou n’avance pas en raison des forces de frottements sur de grandes surfaces. Les mouvements du manteau continuent à augmenter la force qui tend à pousser les plaques l’une vers l’autre, et, un jour, la force est telle que le mouvement se fait brutalement, provoquant une brusque avancée importante et un grand tremblement de terre. C’est ce qui s’est probablement passé au Népal.
    Des facteurs peuvent contribuer à ces mouvements, comme la présence de montagnes près de la faille, le poids plus important de la croûte renforçant le mouvement convergent.
    L’épicentre du séisme n’est pas là où les cartes géographiques situent la limite entre les plaques. D’une part ces cartes sont approximatives, d’autre part les failles ne sont ni rectilignes, ni verticales, et la rupture se fait au point le plus fragile et de tension maximale.
(voir schéma)
      
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    Les plaques, lors de leurs mouvements, peuvent frotter les unes sur les autres latéralement. Elles glissent alors parallèlement l'une contre l'autre. Le frottement du au fait que les frontières des plaques ne sont pas rectilignes, produit une grande quantité d'énergie qui peut provoquer d'importants tremblements de terre.
    Des facteurs peuvent contribuer à ces mouvements, comme la présence de montagnes près de la faille, le poids plus important de la croûte renforçant le mouvement convergent.

Les répliques des tremblements de terre sont en fait de petits tremblements de terre successifs dus au même déplacement des plaques. Lors du premier séisme important, le déplacement a été brutal et de grand amplitude sous l'effet de l'énergie accumulée. Mais il n'a pas été toujours complet en raison des frottements résiduels.
     Il peut donc y avoir ensuite des déplacements plus faibles des plaques, jusqu'à ce que les contraintes aient disparu, lesquels engendrent des séismes successifs plus faibles, dont les épicentres sont voisins du premier..
 
   On distingue sept plaques principales correspondant à des continents, et une trentaine de plaques secondaires, et au total si on compte des subdivision, environ 70 plaques, leurs jonctions étant des dorsales ou des failles. (voir carte ci dessous).

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    Au Nepal les plaques eurasienne et indienne se rapprochent l’une de l’autre et ont tendance à se chevaucher, ou à frotter l’une contre l’autre. Le faille passe le long de sa frontière sud. (trait vert sur la carte ci-dessous)
    On sait que cette zone peut subir de graves tremblements de terre.   

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    La France se trouve sur une plaque très vaste, la plaque eurasienne, qui englobe pratiquement toute l’Asie, toute l’Europe et aussi une bonne partie de l’Atlantique Nord. Elle bénéficie d’une relative tranquillité car les frontières de la plaque et de plaques secondaires, sont éloignées du territoire français 

Vendredi 1er mai 2015 à 7:56

Astronomie, univers

Emus par ce qui vient de se passer au Népal, des correspondant(e)s m’ont demandé des explications techniques sur les tremblement de terre.
    Mais pour cela il faut que je vous parle d’abord de la constitution de notre planète.

    La terre n’est pas une sphère, mais est légèrement allongée : c’est un ellipsoïde.  Son rayon est, à l’équateur, de 6 378 km, sa circonférence de 40 000 km.
    La surface des terres émergées est d’environ 150 millions de km2 et celle des océans de 360 millions de km2. Son volume est d’environ 10 puissance 12  km3, et sa masse de 6.10 puissance 24 kg -désolé l'éditeur n'a pas l'air d'aimer indices et exposants.
    Mais elle n’est pas homogène et est constitué de plusieurs grandes couches successives qui ont des densités croissante et ont des compositions différentes.
    Au fur et à mesure que l’on va vers son centre, la pression et la température deviennent énormes, ce qui modifie considérablement les caractéristiques physiques des roches qui la constituent.
    Le schéma ci-dessous montre les diverses couches et donne les caractéristiques de profondeur, de densité, de pression et de température moyennes.

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    A la surface la « croûte terrestre », constituée principalement de roches granitiques sous les terres immergées et de roches basaltiques sous les océans. Toutefois cette croûte est recouverte de dépôts sédimentaires et de l’eau des océans.
    La croûte océanique est moins épaisse que la croûte continentale (5 à 15 km, contre 30 à 65).

    Les granites sont des roches acidesqui sont des mélanges de minéraux différents qui se forment en profondeur, par refroidissement du magma et cristallisent successivement.
    Ils sont composés principalement de silice (SiO2 74,5%), d’alumine (AL2 O3 14%), d’oxydes de sodium et de potassium (9,5%) et des oxydes métalliques (2% : fer, manganèse, calcium, magnésium..). La densité des roches granitiques est d’environ 2,7.
    Les couches granitiques sont aussi appelées SIAL (silice aluminium).

    Les basaltes sont issus de laves volcaniques refroidies rapidement et sont des roches basiques. Selon la pression à laquelle se fait la fusion partielle, les minéraux affectés par la fusion ne sont pas les mêmes. Elles sont constituées de 47% environ de silice, 14% d’alumine et des oxydes de métaux alcalins et alcalinoterreux, notamment calcium et magnésium.  La densité des roches basaltique est d’environ 3.
    Au fur et à mesure que l’on s’enfonce dans la croûte terrestre, la température et la pression augmentent jusqu’à 900 d° et 600 kbar (soit 600 000 fois la pression atmosphérique).   

    La deuxième couche sous la croûte terrestre est le « manteau », divisé en deux parties, supérieur (en vert), et inférieur (en jaune). Il représente 80% du volume de la terre. Elle est aussi appelée SIMA (silice magnésium).
    La densité varie de 3,3 à 5,5; la température et la pression augmentent jusqu’à 3500 d° et 1400 kbar.
    La croûte est séparé du manteau par une discontinuité de Mohorovicic (MOHO) qui résulte de la différence de densité entre les deux parties.
    Le manteau se divise en trois partie :
           - une première sous-couche du manteau supérieur (en vert clair) sur environ 100 à 200 km, est solide et rigide. Elle forme avec la croûte terrestre, ce que l’on nomme la « lithosphère ».
           - une deuxième sous-couche du manteau supérieur (en vert foncé) jusqu’à environ 670 km, n’est pas liquide, mais est rendu plastique sous l’effet de la température et de la pression. On l’appelle l’asthénosphère (asthénos = sans résistance).
    Entre les deux couches, une zone appelée LVZ (low vélocity zone) correspond au passage progressif du solide au plastique.
           - une troisième sous-couche, le manteau inférieur (en jaune). Il a les propriétés d’un solide élastique aux échelles de temps inférieures à l'année, et plastique aux échelles de temps supérieures au siècle.
    A mesure que l’on s’enfonce, le manteau devient plus rigide, car l'effet de pression, qui maintient l'état solide, augmente plus rapidement que l'effet de température, qui provoque la fusion.

    Enfin la troisième couche est le « noyau », (en rouge clair et foncé)
          - Le noyau externe est liquide. Il est essentiellement composé de fer à 80-85 %, d'environ 10-12 % d'un élément léger non encore déterminé parmi le soufre, l'oxygène et le silicium, et enfin de l'ordre de 5 % de nickel. Sa viscosité est estimée à de 1 à 100 fois celle de l’eau, sa température moyenne atteint 4000 °C et sa densité 10. La discontinuité de Gutengberg (marque la transition entre le manteau et le noyau.
    Ce métal en fusion est animé de mouvements de convection, essentiellement de nature thermique , qui interagissent avec les mouvements de la planète, (rotation quotidienne principalement, à plus longue échelle de temps, précession du globe terrestre).
    A l’intérieur du métal naissent des courants électriques, qui produisent des champs magnétiques, qui eux mêmes renforcent ces courants. C’est l’explication du champ magnétique terrestre.   
          - Le « noyau interne » solide (également appelé « graine ») est essentiellement métallique (alliage de fer et de nickel principalement, en proportions environ 80 %-20 %) et constitué par cristallisation progressive du noyau externe. La pression de 3,5 millions de bars, le maintient dans un état solide malgré une température supérieure à 6000 °C et une densité d’environ 13. La discontinuité de Lehmann (non figurée) marque la transition entre le noyau externe et le noyau interne.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences2/18.jpg    C'est par une sorte d'échographie de l'intérieur de la Terre, établie à partir du comportement des ondes sismiques lors des tremblements de terre que les sismologues Mohorovicic, Gutenberg et Lehmann ont réussi à déterminer l'état et la densité des couches par l'étude du comportement de ces ondes sismiques. La vitesse de propagation des ondes sismiques est fonction de l'état et de la densité de la matière. Certains types d'ondes se propagent autant dans les liquides, les solides et les gaz, alors que d'autres types ne se propagent que dans les solides.
    On voit ci contre les enregistrement des ondes se propageant dans l’intérieur de la terre et se réfléchissant lors des discontinuités. Elles marquent les différentes couches.

    Rappelons que l’on ne peut rien savoir par sondage, les plus profonds faits par les russes atteignant au maximum 15 km.

    Demain, je parlerai des plaques tectoniques de la croûte terrestre et des tremblements de terre.

Dimanche 11 janvier 2015 à 8:11

Astronomie, univers

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     J’ai lu dans « La Recherche », un article concernant notre Terre, qui m’a beaucoup étonné car je n’avais jamais entendu parler de cette découverte de Graham Pearson, de l’Université d’Alberta au Canada.
    En 2013, des géologues ont récupéré dans des roches volcaniques du Brésil, des diamants qui provenaient d’une grande profoindeur : probablement plusieurs centaines de kilomètres. C’est assez courant et ces diamants sont cabossés et de couleur marron.
    Mais ce qui est extraordinaire, c’est que ce diamant avait une inclusion d’un minéral qui s ‘appelle de la « ringwoodite ». En fait ce minéral n’existe pas naturellement sur terre, car il se transforme en un autre minéral voisin « l’olivine », en remontant lentement des profondeurs. La ringwoodite a été obtenue artificiellement sous haute pression, en laboratoire. Dans notre cas, le diamant, très dur, a agit comme un bouclier, maintenant la pression sur le minéral qui est resté tel qu’il était à l’origine.
    Les minéraux de la famille des olivines contiennent du calcium, de l’aluminium, du fer, du magnésium, du silicium et de l’oxygène.
    Et, chose encore plus extraordinaire, ce petit morceau minéral, contenait 1,5% d’eau. La zone du manteau terrestre où s’est formé le diamant, contient donc de l’eau.

    A la suite de cette information des chercheurs de plusieurs universités américaines ont étudié le sous-sol très profond américain, à l’aide d’ondes sismiques, comme en recherche pétrolière, mais à des profondeurs cent fois plus grandes.
    Ils ont trouvé des anomalies de vitesse à une profondeur de 660 km. Normalement ces anomalies sont dues à un magma en fusion, mais cette hypothèse est peu probable car la pression à cette profondeur est trop forte
    Les chercheurs ont alors fabriqué un morceau de ringwoodite, contenant 1% d’eau, et ils l’ont soumis à une pression de 30 gigapascals et une température de 1600 d°C, conditions analogues à celles existant à 660 km sous terre. Ils ont alors constaté  que la ringwoodite n’était plus stable et qu’un petite quantité de roche fondue existait entre les grains, quantité compatible avec l’anomalie de vitesse des ondes sismiques constatée.

    Il pourrait donc y avoir sous nos pieds des quantités importantes d’eau entre 400 et 700 km de profondeur, eau incluse dans la roche et la liquéfiant sous cette pression et cette température. Les atomes d’eau sont inclus dans la structure des minéraux.
    C’est effectivement une information étonnante, on parle même d’autant d’eau que dans nos océans, mais je ne pense pas que nous puissions en tirer profit et que nous pourrons demain arroser nos champs avec cette eau qui est à plusieurs centaines de km sous nos pieds. Les forages les plus profonds actuels ne dépassent pas 12 km !!
   
    Le schéma ci dessous, emprunté à la revue La Recherche, décrit le phénomène constaté, la remontée d’un diamant se faisant par une cheminée volcanique. Des articles ont été publiés dans la revue américaine "Nature" au début 2014.

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Lundi 17 février 2014 à 7:42

Astronomie, univers

Suite des photos prises par le télescope Hubble

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Un beau papillon : au centre une étoile qui a éjecté des gaz très chaud à 20 000 d° C et à des vitesses de presque 1 000 000 de km/h :


























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Les "montagnes mystiques", la nébuleuse Carine, faiute de gaz ionisés. Encore une nursery d'étoiles :



















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La galaxie M74 avec ses jeunes étoiles chaudes






















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Drôle de fantôme !! De jeunes étoiles dans la partie blanche du sommet, l'hydrogène environnant emet de la lumière rouge. Le tout à 2500 années lumières de nous : c'est loin !!



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Le nuage de Magellan, dans la constellation de la Dorade, avec de jeunes étoiles en formation :








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La nébuleuse de la Tarentule :






















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Le disque de la galaxie NGC 5866, un disque d'étoiles et un halo; des millions d'étoiles à des billion d'années lumières :

Jeudi 13 février 2014 à 7:59

Astronomie, univers

Vous savez que l'espace lointain m'intéresse, car c'est le lieu d'étude du passé très lointain et de l'origine de la Terre.
On trouve de très belles photos du télescope embarqué sur le satellite Hubble sur le site NASA http://www.spacetelescope.org/images/
En voici quelques unes :

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Nébuleuse de la Tête de Cheval appartenant à la constellation d'Orion, photographiée en lumière infra-rouge :









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Interaction entre deux galaxies : la plus petite est en train de passser à travers la plus grande :








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Une galaxie avec de jeunes étoiles notamment dans les bras de la spirale.




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Deux galaxies dans lesquelles on observe un certains chaos; les parties roses sont constituées de gaz










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La nébuleuse du Crabe :







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Des concentrations de gaz, notamment de l'hydrogène, incubateurs d'étoiles; on les appelle aussi les "piliers de la création" :





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Enfin dans la nébuleuse de l'Aigle, cet amas de gaz , nursery d'étoiles futures
Dans trois jours la suite....

Dimanche 30 décembre 2012 à 8:53

Astronomie, univers

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            Le SETI Institute de Californie et l'Université d'Harward, aux USA, viennent d'élaborer un modèle mathématique qui a permis d'élucider la formation de notre satellite, la LUNE.
 
            Les scientifiques ont fait depuis des années l'hypothèse selon laquelle la Lune s'est formée lors de la collision de la Terre avec un gros astéroïde, probablement une petite planète,
il y a 4,5 milliards d'années.
            Lors de la collision, un gros morceau de cette petite planète et des morceaux de terre auraient été projetés à proximité de la terre et se seraient satellisés. Donc la composition du sol lunaire devrait être principalement celle de cette petite planète percutante.
            Hors catastrophe ! Quand on a envoyé des hommes dans la lune, ils ont ramené de nombreux échantillons et on a constaté que le sol lunaire était identique au sol terrestre.
            Il y avait donc une contradiction qui vient d'être levée par ces scientifiques américains.
            Ils ont imaginé qu'au moment du choc avec l'autre planète, de masse environ 20 fois moindre, la jeune Terre tournait sur elle-même beaucoup plus vite que ce que les astronomes prévoyaient jusqu'ici, avec une période de rotation de 2,5 au lieu de 24 heures. (au dessous de 2 heures de période, la force centrifuge aurait été telle que la terre aurait spontanément éclaté.)
            À une pareille vitesse de rotation, la Terre est totalement déformée, prenant la forme d'un ellipsoïde très allongé. Une collision, même avec un astéroïde plus petit, suffit alors à éjecter du matériau provenant cette fois essentiellement de la Terre, le bolide étant lui absorbé par notre planète.
 
            Encore fallait il expliquer pourquoi la terre aurait ainsi ralenti sa rotation.
            L'hypothèse faite était que la Terre a ralenti sous l'action des forces de marée lunaire
et que le satellite s'est éloigné de la Terre dans le même temps. Cela avait permis de calculer la durée d'un jour au moment de l'impact, à partir de la durée du jour terrestre actuel de 24heures.
            Mais ce calcul avait abouti à une durée terrestre de rotation de 5 heures.
            Les deux astronomes américains ont alors tenu compte de l'influence des forces exercées par le soleil sur la Lune. Les calculs à l'aide de leur modèle mathématique ont alors abouti à la durée de rotation de 2,5 heures.
 
            L'hypothèse selon laquelle notre lune est un morceau détaché de la Terre à la suite de la collision avec une autre planète 20 fois moins lourde est donc validée selon le schéma ci dessous dérivé des calculs des deux astronautes américains, les débris dispersés sur la figure 4 se rassemblant ensuite pour former la Lune.

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Samedi 26 novembre 2011 à 7:57

Astronomie, univers

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     Puisque nous étions dans les photos de la NASA, en voici quelques unes, prises de la navette spatiale, non plus de la Terre, mais de l'espace, de ses étoiles, de ses nébuleuses, des galaxies....

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Mardi 22 novembre 2011 à 8:04

Astronomie, univers

La NASA publie sur ses sites des images intéressantes de notre monde.
J'en ai sélectionné quelques unes :

LA NUIT TOMBE SUR LA TERRE.
Regardez à Paris et à Barcelone, les lumières sont déjà allumées, tandis qu’à Londres, Lisbonne et Madrid le soleil est encore là. Au Sud on voit les îles dans le milieu de l’océan. La vue des îles Britanniques, de l’Islande et du Groenland est parfaite.

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     La nuit tombe sur l'Amérique du sud

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      Les villes des Etats unis, éclairées la nuit :

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Le détroit de Gibraltar

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Les Alpes et le lac Léman

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     La Mer Noire

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     La Mer Rouge

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Vendredi 1er juillet 2011 à 10:26

Astronomie, univers

    Je viens de lire un article aberrant d’une secte qui prévoit la fin du monde  pour 2012 et qui parle d’arrêt de notre soleil
    Que des gens écrivent des bêtises pareilles ne m’étonne pas, par ce qu’il faut bien que les gourous aient un moyen d’action sur leurs adeptes, mais que les journaliste se fassent l’écho de pareilles sottises me paraît inquiétant quant à leur niveau d’intelligence.
    Alors j’ai pensé qu’un article sur notre brave soleil et son activité serait peut être utile pour que ceux et celles qui me lisent puissent démentir de telles inepties.

    Notre soleil, sans lequel il n’y aurait aucune vie sur terre, est l’étoile centrale du système solaire, autour duquel gravite la Terre plus une douzaine de planètes et beaucoup d’objets divers (astéroïdes, comètes, poussières...)
    Il fait partie de notre galaxie, la voie lactée, qui comprend environ 235 milliard d’étoiles !
    La terre se trouve à environ 150 millions de kilomètres du soleil et il faut donc à peu près 8 minutes pour que la lumière du soleil nous arrive.
    Le soleil tourne sur lui même avec une période de 27 jours terrestres environ. En réalité, n’étant pas un objet solide, il subit une rotation différentielle : il tourne plus rapidement à l’équateur (25 jours) qu’aux pôles (35 jours).
    Il est presque sphérique, du fait qu’il est gazeux, la limite de la sphère n’est pas nette, la densité de matière diminuant progressivement; son rayon est approximativement de 1 400 000 km (109 fois le diamètre de la terre).
   
    Le soleil est composé à 74% d’hydrogène (qui est le combustible) et à 24% d’hélium (qui est le résidu de la combustion), le reste étant  composé d’éléments plius lourds ( carbone, azote, oxyde de carbone...)
    Chaque seconde le soleil convertir 700 millions de tonnes d’hydrogène en hélium, grâce à des réactions de fusion nucléaire, libérant ainsi sous forme d’énergie l’équivalent de 4,5 millions de tonnes de matière par seconde, , soit (E = mC2) un peu moins de 4 1026 joules.
    La plus simple des réactions de fusion nucléaire dans le soleil est  résumée sur le schéma ci-dessous.

http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/fusionsoleil.jpg

    Pour ceux qui ne savent pas ce qu’est un neutrino, c’est une particule très particulière qui n’a ni masse, ni charge électrique. Elle emporte seulement de l’énergie et c’est en faisant des bilans énergétiques (où il manquait de l’nergie) que l’on a supposé son existence. Elle ne réagit donc pas avec la matière et parcourt des distances extèmement grandes. Les rares interactions qu’elle produit ont permis par la suite de confirmer son existence.
    Par ailleurs dans des états particuliers d’excitation, le neutrino acquiert alors une charge magnétique et ce “monopole magnétique” a des propriétés étonnantes d’actions sur la matière, encore très mal connues car cette particule n’a été pratiquement découverte qu’il y a quelques années par des chercheurs russes. (elle avait été “prédite” théoriquement il y a une trentaine d’années par un chercheur français  en physique quantique, le professeur Lochak).
       Le soleil envoie sur la terre de très nombreux neutrinos et monopoles magnétiques (rassurez vous, ils sont sans danger biologique pour l’homme) et les monopoles qui vont se rassembler aux pôles terrestres ont récemment été détectés par une mission polaire de Jean-Louis Etienne.
   
    Revenons au soleil :
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    Les réactions thermonucléaires ont lieu au centre du soleil, dans ce que l’on appelle le “noyau”. Elles sont auto régulées car toute augmentation de la fusion nucléaire entraîne un réchauffement et une dilatation du cœur qui réduit en retour le taux de fusion, et à l’inverse, toute diminution légère de la fusion refroidit et densifie le cœur, ce qui fait revenir le niveau de fusion à son taux initial.
    Le rayon de la sphère “noyau” correspond à environ un quart du rayon du soleil. La température y est de l’ordre de 15 millions de degrés et la pression de  250 milliards de bars (soit 2,5 1016 pascals; la pression atmosphérique sur la terre est voisine de 1 bar).

    Il y a ensuite une zone dite “radiative”, entre 0,25 et 0,75 rayon du soleil dans laquelle la matière est très chaude et dense, où les divers noyaux perdent leur énergie cinétique et les électrons positifs s’annihilent avec des électrons négatifs en donnant des photons et toute l’énergie est finalement transformée en photons au départ très énergiques, mais qui peu à peu par action sur les noyaux, donnent par absorption et réémission, des photons d’énergie moindre.   
    En raison de ces nombreuses réactions, on estime que le temps de transit d’un photon du cœur à la surface est compris entre 10 000 et 170 000 ans. ! En surface de cette zone la température n’est plus que de 2 millions de degrés.

    Puis une zone de 0,25 rayon solaire où la chaleur est transmise par “convection” c’est à dire que la matière monte à la surface de cette zone et se refroidit de 2 millions à 5800 d°, puis replonge vers le centre et il y a ainsi de nombreux courants de convection turbulent que l’on observe à la surface du soleil sous forme de granulations.
    D’énormes champs magnétiques règnent dans cette zone

    La dernière zone appelée photosphère, n’a qu’une épaisseur de 400 km et sa température est de l’ordre de 5800 d°. C’est elle qui laisse échapper la lumière solaire (ultraviolet, visible et infra-rouge).

    Enfin il existe une zone autour du soleil que l’on appelle “atmosphère solaire” avec deux zones : la chromosphère, très peu épaisse et la couronne solaire qui s’étend à des millions de km. (mais rien de comparable avec l’atmosphère terrestre.). Elle est surtout composée d’hydrogène et d’hélium, mais, dans une première partie, on y trouve des éléments plus lourd : azote, oxygène, oxyde de carbone, eau.
    La température remonte progressivement jusqu’à un million de degrés sans qu’on en connaisse l’explication (probablement d’origine magnétique).

    Notre étoile soleil n’est pas près de s’éteindre.
Le schéma ci dessous décrit son évolution future, qui se chiffre en milliards d’années.

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http://lancien.cowblog.fr/images/Sciences/articleeruptionsolaire.jpg    Enfin des éruptions solaires se produisent périodiquement à la surface de la photosphère et projettent au travers de la chromosphère des jets de matière ionisée qui se perdent dans la couronne à des centaines de milliers de kilomètres d'altitude. Elles sont provoquées par une accumulation d'énergie magnétique dans des zones de champs magnétiques puissants au niveau de l'équateur solaire, qui font monter la température localement à 100 million de degrés, L’émission a lieu non seulement dans le domaine habituel, mais aussi celui des rayons X et des ondes radio. Les particules sont expulsées dans l’atmosphère solaire et constituent un “vent solaire”. (qui souffle la queue des comètes comme celle d4un cerf-volant)
    On ne sait pas pourquoi, en matière d’éruptions,  le soleil connaît des périodes d’activité intense et d’autres de relatif sommeil, avec semble t’il une périodicité de 11 ans. Mais il y a eu entre 1845 et 1715 une période de très faible activité. Et depuis quatre ans l’activité d’éruption était au point mort et a repris cette année 2011.
   
C’est cette “hibernation” dont parlent quelques alarmistes qui la confondent avec l’activité de production de rayonnement habituelle du soleil qui ne varie pas.
    En fait elle est sans danger, ne faisant que nous priver d’aurores boréales et de perturbations dans les transmissions radio.

    Nous n’avons aucune crainte à avoir dans ce domaine, la fin du monde n’est pas pour demain.

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lancien

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