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Géographie · 11e SS

Leçon 4 sur 24

La Terre dans l'espace

Je sais situer la Terre dans l'Univers, présenter le système solaire et expliquer ce qui rend notre planète particulière.

  • 45 min
  • 5 exercices corrigés
  • 2 schémas
  • QCM de 5 questions

À la fin de la leçon, tu sauras :

  • Définir l'Univers, la galaxie, l'étoile, la planète et le satellite
  • Présenter le système solaire et situer la Terre parmi les planètes
  • Utiliser les unités de distance de l'astronomie (unité astronomique, année-lumière)
  • Expliquer pourquoi la Terre est favorable à la vie

Avant de commencer : Les leçons d'introduction à la géographie ; savoir effectuer une division et manipuler les puissances de 10.

1Je découvre

Pendant les vacances à Faranah, loin des lumières de la ville, Sékou et sa cousine Mariama s'allongent sur une natte, une nuit de saison sèche. Le ciel est rempli d'étoiles. Une large bande blanchâtre le traverse. Mariama montre un point très brillant qui ne scintille pas : « C'est une étoile ? » Sékou n'en est pas sûr. Plus tard, la Lune se lève derrière les arbres.

Sékou se pose des questions : cette bande blanche, qu'est-ce que c'est ? Pourquoi certains points scintillent et d'autres non ? Où se trouve notre Terre au milieu de tout cela ? Et pourquoi, parmi tous ces astres, la vie ne semble exister que sur la nôtre ?

Quelle est la place de la Terre dans l'Univers, et qu'est-ce qui la rend unique ?

2Je comprends

1. L'Univers et les galaxies

L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe : la matière, l'énergie, l'espace et le temps. Il est immense : les distances y sont si grandes que les kilomètres ne suffisent plus.

L'Univers contient des milliards de galaxies. Une galaxie est un immense regroupement d'étoiles, de gaz et de poussières, lié par la gravitation. Notre galaxie s'appelle la Voie lactée. La bande blanchâtre que Sékou voit dans le ciel, c'est elle, vue de l'intérieur : des milliards d'étoiles si lointaines qu'elles se confondent. La Voie lactée a la forme d'un disque aplati d'environ 100 000 années-lumière de diamètre ; notre Soleil n'en est qu'une étoile parmi des milliards, située loin de son centre.

2. Étoiles, planètes, satellites

AstreDéfinitionExemple
étoileastre qui produit sa propre lumière et sa propre chaleurle Soleil
planèteastre qui tourne autour d'une étoile et qui renvoie sa lumière sans en produirela Terre, Mars
satellite naturelastre qui tourne autour d'une planètela Lune
comètepetit astre de glace et de poussières qui, en s'approchant du Soleil, développe une longue chevelure
astéroïdepetit corps rocheux qui tourne autour du Soleilla ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter

C'est pourquoi les étoiles scintillent (leur lumière, venue de très loin, est agitée par l'atmosphère) alors que les planètes, plus proches, brillent d'une lumière plus fixe : le point brillant de Mariama était sans doute une planète comme Vénus ou Jupiter.

3. Le système solaire

Le système solaire est formé par le Soleil et par l'ensemble des astres qui tournent autour de lui. Il s'est formé il y a environ 4,6 milliards d'années.

Le Soleil est une étoile : une énorme boule de gaz très chauds (surtout de l'hydrogène et de l'hélium). Il concentre presque toute la masse du système solaire et fournit la lumière et la chaleur indispensables à la vie sur Terre.

Autour de lui tournent huit planètes. Depuis 2006, Pluton n'est plus classée parmi les planètes mais parmi les planètes naines. Pour retenir l'ordre des planètes à partir du Soleil, on peut apprendre la phrase : « Mon Vieux Tonton M'a Jeté Sur Une Natte » : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.

On distingue deux groupes :

Planètes telluriques
  • Mercure, Vénus, Terre, Mars
  • Proches du Soleil
  • Petites, rocheuses, denses
  • Peu ou pas de satellites
Planètes géantes gazeuses
  • Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune
  • Éloignées du Soleil
  • Très grandes, formées surtout de gaz
  • Nombreux satellites et des anneaux
Les deux familles de planètes du système solaire.

Les distances moyennes des planètes au Soleil (en millions de kilomètres, arrondies) montrent l'immensité du système solaire :

Mercure58Vénus108Terre150Mars228Jupiter778Saturne1 434Uranus2 871Neptune4 495
Distance moyenne des planètes au Soleil (valeurs arrondies) (en millions de km).

4. Mesurer les distances dans l'espace

Les kilomètres deviennent vite encombrants. Les astronomes utilisent donc d'autres unités :

  • l'unité astronomique (ua) : distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de km ;
  • l'année-lumière (al) : distance parcourue par la lumière en une année. La lumière va à environ 300 000 km par seconde ; une année-lumière vaut donc environ 9 500 milliards de km.

Exemple

Question : « Combien de temps la lumière du Soleil met-elle pour arriver sur la Terre ? »

Données : distance Terre-Soleil d = 150 000 000 km ; vitesse de la lumière v = 300 000 km/s.

Calcul : t = d ÷ v = 150 000 000 ÷ 300 000 = 500 secondes.

Conversion : 500 s = 8 × 60 s + 20 s = 8 minutes 20 secondes.

Réponse : la lumière du Soleil met environ 8 minutes et 20 secondes pour nous parvenir. Quand nous regardons le Soleil, nous le voyons tel qu'il était il y a un peu plus de 8 minutes.

Exemple

Question : « Exprime en unités astronomiques la distance moyenne entre Neptune et le Soleil (environ 4 495 millions de km). »

Calcul : 4 495 ÷ 150 ≈ 29,97, soit environ 30.

Réponse : Neptune est environ 30 fois plus loin du Soleil que la Terre : environ 30 ua.

Méthode

Pour calculer une durée ou une distance en astronomie :

  1. J'écris les données avec leurs unités (km, km/s, secondes).
  2. Je choisis la bonne relation : distance = vitesse × temps, ou temps = distance ÷ vitesse.
  3. Je calcule en vérifiant les zéros (les puissances de 10 aident).
  4. Je convertis le résultat dans une unité parlante (minutes, heures, ua).
  5. Je rédige une phrase de réponse.

5. La Terre et la Lune

La Terre est la troisième planète à partir du Soleil. Elle possède un seul satellite naturel, la Lune, située à environ 384 400 km. La Lune n'a pas de lumière propre : elle réfléchit celle du Soleil. Selon sa position, nous en voyons une partie plus ou moins grande éclairée : ce sont les phases de la Lune (nouvelle lune, premier quartier, pleine lune, dernier quartier). Un cycle complet dure environ 29,5 jours : c'est la lunaison, qui sert de base au calendrier lunaire (utilisé par exemple pour fixer le début du mois de ramadan).

La Lune agit aussi sur la Terre : son attraction, combinée à celle du Soleil, provoque les marées, bien visibles sur la côte guinéenne, notamment dans les estuaires et les mangroves.

6. Une planète unique : la planète de la vie

La Terre est, à ce jour, la seule planète connue où existe la vie. Plusieurs conditions l'expliquent :

  • sa distance au Soleil : ni trop près (comme Vénus, brûlante), ni trop loin (comme Mars, glacée) ; la température moyenne à sa surface est d'environ 15 °C ;
  • la présence d'eau liquide en abondance (les océans couvrent environ 71 % de sa surface) ;
  • une atmosphère qui contient de l'oxygène, retient une partie de la chaleur et filtre les rayons dangereux du Soleil ;
  • une taille suffisante pour retenir cette atmosphère par la gravitation.

C'est pour cela qu'on appelle la Terre la « planète bleue ».

3Je retiens

Je retiens

Univers : ensemble de tout ce qui existe ; il contient des milliards de galaxies. Notre galaxie : la Voie lactée.

Étoile : astre qui produit sa lumière (le Soleil). Planète : astre qui tourne autour d'une étoile. Satellite : astre qui tourne autour d'une planète (la Lune).

Système solaire : le Soleil et 8 planètes (Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune), formé il y a environ 4,6 milliards d'années.

Planètes telluriques (rocheuses) et planètes géantes gazeuses.

Terre : 3e planète, à environ 150 millions de km du Soleil (1 ua) ; la lumière met environ 8 min 20 s pour nous parvenir.

Lune : à environ 384 400 km ; lunaison de 29,5 jours ; elle provoque les marées avec le Soleil.

La Terre, planète de la vie : bonne distance au Soleil, eau liquide, atmosphère protectrice.

4Erreurs fréquentes

  • Confondre étoile et planète : une étoile produit sa lumière, une planète la reçoit et la renvoie.
  • Croire que la Lune brille par elle-même : elle réfléchit la lumière du Soleil.
  • Oublier que l'année-lumière est une unité de distance, et non de temps.
  • Compter encore Pluton parmi les planètes : depuis 2006, c'est une planète naine ; le système solaire compte 8 planètes.

5Je m’exerce

1Exercice 1

(Questions de cours)

a) Définis : galaxie, étoile, planète, satellite.

b) Cite dans l'ordre les huit planètes du système solaire à partir du Soleil.

c) Quelle est la place de la Terre dans le système solaire ?

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a) Une galaxie est un immense regroupement d'étoiles, de gaz et de poussières. Une étoile est un astre qui produit sa propre lumière et sa chaleur. Une planète est un astre qui tourne autour d'une étoile et renvoie sa lumière sans en produire. Un satellite est un astre qui tourne autour d'une planète.

b) Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune.

c) La Terre est la troisième planète à partir du Soleil ; c'est une planète tellurique, située à environ 150 millions de km du Soleil.

2Exercice 2

(Vrai ou faux, en corrigeant les phrases fausses)

a) Le Soleil est une planète.

b) La Voie lactée est notre galaxie.

c) Jupiter est une planète tellurique.

d) L'année-lumière mesure une durée.

e) La Lune est le satellite naturel de la Terre.

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a) Faux : le Soleil est une étoile.

b) Vrai.

c) Faux : Jupiter est une planète géante gazeuse.

d) Faux : l'année-lumière mesure une distance, celle que parcourt la lumière en un an.

e) Vrai.

3Exercice 3

(Calcul) La Lune est à environ 384 000 km de la Terre et la lumière va à 300 000 km/s.

a) Calcule le temps que met la lumière pour aller de la Lune à la Terre.

b) Un véhicule roulant sans arrêt à 80 km/h (vitesse d'un taxi-brousse sur une bonne route) mettrait combien d'heures pour parcourir cette distance ? Exprime le résultat en jours.

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a) t = 384 000 ÷ 300 000 = 1,28 s. La lumière met environ 1,3 seconde pour venir de la Lune.

b) t = 384 000 ÷ 80 = 4 800 heures. En jours : 4 800 ÷ 24 = 200 jours. Il faudrait 200 jours de route sans arrêt.

4Exercice 4

(Analyse de graphique, type examen) Observe le graphique des distances des planètes au Soleil dans la partie « Je comprends ».

a) Quelle est la planète la plus proche du Soleil ? la plus éloignée ?

b) Combien de fois Jupiter est-elle plus éloignée du Soleil que la Terre ? Arrondis à l'unité.

c) Pourquoi les planètes géantes sont-elles beaucoup plus froides que la Terre ?

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a) La plus proche est Mercure (environ 58 millions de km) ; la plus éloignée est Neptune (environ 4 495 millions de km).

b) 778 ÷ 150 ≈ 5,19, soit environ 5. Jupiter est environ 5 fois plus loin du Soleil que la Terre.

c) Elles sont beaucoup plus éloignées du Soleil : elles reçoivent donc beaucoup moins de lumière et de chaleur.

5Exercice 5

(Rédaction guidée) En une dizaine de lignes, montre que la Terre est une planète unique dans le système solaire.

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Exemple de rédaction :

La Terre est la troisième planète du système solaire et la seule, à ce jour, où l'on connaisse la vie.

Elle le doit d'abord à sa distance au Soleil, environ 150 millions de kilomètres : elle n'est ni trop chaude comme Vénus, ni trop froide comme Mars, et sa température moyenne avoisine 15 °C. Cette température permet la présence d'eau liquide, qui couvre environ 71 % de sa surface : c'est la planète bleue.

La Terre possède aussi une atmosphère riche en oxygène, qui retient une partie de la chaleur et filtre les rayons dangereux du Soleil. Sa taille lui permet de retenir cette atmosphère.

Enfin, la Lune, son satellite, provoque avec le Soleil les marées, qui rythment la vie des côtes, comme en Guinée maritime.

Toutes ces conditions réunies font de la Terre une planète exceptionnelle qu'il faut protéger.

Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.

6Je vérifie

Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.

1Comment s'appelle notre galaxie ?
Voir la réponse

Réponse B : la Voie lactée. La bande blanchâtre visible la nuit est notre galaxie, la Voie lactée, vue de l'intérieur.

2Combien de planètes compte le système solaire ?
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Réponse B : 8. Depuis 2006, Pluton est classée planète naine : il reste 8 planètes.

3Quel astre produit sa propre lumière ?
Voir la réponse

Réponse A : le Soleil. Le Soleil est une étoile ; la Lune et la Terre réfléchissent sa lumière.

4La lumière du Soleil met environ combien de temps pour arriver sur Terre ?
Voir la réponse

Réponse B : 8 minutes 20 secondes. 150 000 000 ÷ 300 000 = 500 s, soit 8 min 20 s.

5Laquelle de ces planètes est tellurique ?
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Réponse C : Mars. Mercure, Vénus, la Terre et Mars sont des planètes rocheuses, dites telluriques.

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