La croûte terrestre est constituées de grandes plaques rocheuses solides, nommées « plaques lithosphériques » qui « flottent » sur la couche externe du manteau constitué de magma liquide. Ces plaques ce déplacent lentement à la surface et se poussent et s’entrechoquent les unes les autres. Ce phénomène est appelé « tectonique des plaques ». Les plaques sont séparées par des zones dites de subduction quand une plaque plonge sous une autre, et par des dorsales qui, au contraire, sont des zones d’émergence de matériaux.

Le long des bords des plaques se trouvent de nombreuses zones d’activité volcanique.

La Terre est une planète active qui possède un noyau interne de fer solide appelée « la graine » entourée d’un noyau externe constitué de métal liquide qui est à l’origine d’un champs magnétique, le tout est recouvert d’un manteau rocheux de plusieurs milliers de kilomètres.

La Terre possède un satellite naturel, la Lune, qui est issue de la collision de la Terre primitive (nommée Gaïa) avec un objet de la taille de Mars (nommée Théia) au tout début de la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d'années.

La Lune est responsable des marées océaniques et permet de stabiliser l’axe de rotation de la Terre. Elle a aussi permis de ralentir la vitesse de rotation de la Terre pour la faire passe de 6 h à 24 h aujourd’hui.

Comparaison entre la Terre et Vénus

La ressemblance morphologique entre la Terre et Vénus permet de supposer que Vénus a connu une période pendant laquelle ses conditions de surface étaient proches de celles de la Terre avec peut-être même des océans et une température modérée à sa surface. Vénus aurait ensuite connu en emballement de son effet de serre conduisant à l'évaporation de ses océans et à une augmentation considérable de la densité de son atmosphère jusqu'à atteindre les valeurs excessives d’aujourd’hui. C'est pourquoi bien qu'ayant certaines caractéristiques en commun comme leur dimension, leur inclinaison et la présence d'une atmosphère, ces deux planètes n'ont plus vraiment de point commun.

Inclinaison de l'axe et saisons

Les saisons sur Terre ne sont pas causées par la variation de la distance entre la Terre et le Soleil mais par l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre. Cette inclinaison fait varier l’angle d’incidence des rayons du Soleil sur la surface de la Terre en un point donné causant les saisons.

En été dans l’hémisphère nord, les rayons du Soleil sont plus perpendiculaires qu’en hiver, au contraire, dans l’hémisphère sud, c’est l'hiver car les rayons solaires arrivent de façon plus oblique. Par conséquent, les jours sont plus longs en été et le Soleil monte plus haut dans le ciel alors qu’en hivers les jours raccourcissent et le Soleil monte moins haut dans le ciel.

Durant l’été dans l’hémisphère nord, le pôle nord est en permanence éclairé, le Soleil ne se couche jamais et une journée dure 6 mois. A l’inverse, en hivers, c’est une nuit permanente. C’est bien évidement l’inverse dans l’hémisphère sud avec le pôle sud.

Solstices et équinoxes

Les saisons sont déterminées par les solstices et les équinoxes.

Un solstice correspond à la position de la Terre sur son orbite où l'inclinaison de l’axe de rotation est maximale par rapport au Soleil. Il y a 2 solstices dans l’année, le solstice d’été le 21 juin et le solstice d’hiver le 21 décembre (dans l’hémisphère nord, c’est l’inverse dans l’hémisphère sud).

Une équinoxe correspond à la position de la Terre sur son orbite où les rayons du Soleil sont perpendiculaires à l’équateur, ce sont les périodes intermédiaires entre 2 solstices. A ce moment là, le Soleil est au plus haut dans le ciel au niveau de l’équateur. L'équinoxe de printemps est aux alentour du 20 mars tandis que l'équinoxe d'automne a lieu vers le 21 septembre (là encore dans l’hémisphère nord, c’est l’inverse dans l'hémisphère sud).

Grâce à la Lune, l'inclinaison de la Terre est relativement stable mais pas complètement. La variation de l’angle d’inclinaison de la Terre est appelé « la nutation » et se produit sur une période de 18,6 ans.

De plus, l'axe de rotation de la Terre que l’on compare souvent à celui de l’axe d’une toupie, n’est pas parfaitement stable et connaît lui aussi des variations nommée « précession des équinoxes » sur une durée de 25 771 ans. Il s’agit d’une variation de l’orientation de l’axe de rotation de la Terre.

Ces mouvements sont la conséquence des forces de marées qu’exercent la Lune et le Soleil sur le renflement équatorial de la Terre.

On note aussi une variation de l'axe de rotation de la Terre par rapport à sa surface sur une période de 14 mois, celle oscillation et appelée « oscillation de Chandler ».

À l'époque moderne, le périhélie de la Terre a lieu vers le 3 janvier et l'aphélie vers le 4 juillet. Ces dates évoluent au cours du temps du fait de la précession et d'autres facteurs orbitaux qui suivent un schéma cyclique connu sous le nom de paramètres de Milanković.

Composition interne de la planète Terre

La Terre est une planète rocheuse composées d’un noyau métallique et d’un manteau de roches et de silicates. C’est la planète tellurique la plus grande, la plus massive, celle possédant la gravité de surface la plus élevée et le champs magnétique le plus puissant. Toutefois, Mercure possède un plus gros noyau et Vénus possède une atmosphère plus importante.

La croûte terrestre, c'est-à-dire la partie externe de la planète, sa surface, est constituée de plaque de roche, dites plaques tectoniques, qui « flottent » sur la partie externe du manteau qui est constitué de roche en fusion liquide. Ceci permet aux plaques de se déplacer lentement à la surface de la planète.

Près des ¾ de la surface de la Terre est recouvert d’océans, 71 % de la planète est submergée, les 29 % restants sont des continents et des îles parcourues par des cours d’eau et parsemées de lacs.

La Terre est composée :

• de 32,1 % de fer
• de 30,1 % d'oxygène
• de 15,1 % de silicium
• de 13,9 % de magnésium
• de 2,9 % de soufre
• de 1,8 % de nickel
• de 1,5 % de calcium
• de 1,4 % d'aluminium
• le reste est composé de traces d’une multitude d’autres éléments

La Terre étant une planète différenciée - c'est-à-dire que lors de sa formation, elle était entièrement en fusion ce qui a permis aux éléments de se dissocier les uns des autres et aux plus lourds de migrer vers l’intérieur de la planète, vers le centre – la répartition des éléments n’est pas uniforme.

Les éléments les plus lourds et les plus dense sont plutôt concentrés au centre de la planète c’est pourquoi le noyau est composé de fer à 88,8 %, de nickel à 5,8 % et de souffre à 4,5 %.

La croûte est constituée de silicates, c'est-à-dire d’oxydes de silicium, d'aluminium, de fer, de calcium, de magnésium, de potassium et de sodium.

Forme

La Terre n’est pas tout à fait sphérique, elle est aplatie au niveau des pôles.

La rotation terrestre relativement rapide et sa composition non rigide a permis la formation d’un petit renflement équatorial qui crée une différence 43 km entre le diamètre équatorial et le diamètre polaire. En moyenne, la Terre a un diamètre de 12 742 km.

Conditions de surface de la Terre

La Terre est la seule planète, de notre point de vue d'être humain, à avoir des conditions de surface suffisamment modérées pour pouvoir abriter la vie.

Mars aussi a des conditions plutôt favorables même si son atmosphère n'est pas assez dense et qu'il n'y a pas d'eau à l'état liquide à sa surface.

Habitabilité

La Terre présente plusieurs caractéristiques à qui l’on attribue sa capacité à être habitable et donc à abriter la vie.

Tout d’abord, on estime que la Terre se trouve dans ce qu’on appelle la « zone d’habitabilité » à une distance au Soleil qui la positionne ni trop loin ni trop près du Soleil afin de recevoir une quantité d’énergie solaire équilibrée et d’avoir des températures douces (15° C en moyenne) et appropriées pour des organismes vivants. Cette position dans un système planétaire est considérée comme un critère déterminant pour pouvoir abriter la vie même si on pense de plus en plus que d’autres facteurs pourraient compenser le fait de ne pas se trouver dans cette fameuse zone.

La Terre possède par ailleurs un champs magnétique qui la protège des rayonnements cosmiques et solaires et protège aussi son atmosphère et les molécules organiques ce qui permet non seulement à la vie d'apparaître mais aussi de perdurer.

La Terre est aussi suffisamment massive pour retenir une atmosphère dense. Cette atmosphère est une enveloppe permettant d’avoir une pression suffisamment élevée pour que l’eau puisse se maintenir à l’état liquide.

Par ailleurs, cette atmosphère protège la surface des impacts météoritiques en freinant les objets qui entrent dans l’atmosphère avant qu’ils ne percutent la surface, réduisant les dégâts.

Une couche d’ozone en haute atmosphère protège aussi la Terre de certains rayonnements solaires nocifs.

La stabilité de l’axe de rotation de la Terre (grâce à la Lune), la faible excentricité de son orbite, son axe de rotation incliné et sa durée de rotation sont autant de facteurs favorisant des conditions d’habitabilité.

Ceci étant, on considère qu’il est possible pour des formes de vies d'apparaître dans des conditions très différentes de celles que connaît la Terre. L'étude des formes de vies dites “extrêmophiles” sur Terre amènent à penser que la vie pourrait très bien se contenter de peu de critères pour émerger et subsister, le seul éléments que l’on considère comme indispensable est l’eau à l’état liquide. Pour le reste, un apport d’énergie quel qu’il soit et des réactions chimiques même basiques pourraient suffire pour que des formes de vies puissent métaboliser.

Températures à la surface de la Terre

La température moyenne à la surface de la Terre est de 15 ° C mais cette température varie beaucoup en fonction des saisons, du climat local, de l'altitude et du moment de la journée.

Les zones polaires connaissent des températures pouvant descendre à -40, -50 -60 et jusqu'à -80 ° C tandis que les zones les plus chaudes proches de l'équateur peuvent monter à 40, voir plus de 50 ° C.

La surface de la Terre est aussi caractérisée par des continents et des zones émergées qui représentent 29,2 %. Ces zones sont des montagnes, des plateaux, des plaines et des vallées, des lacs, des rivières, des marécages, des forêts, des cultures, des déserts, des étendues glacées, etc. Il existe une très grande variété de topologies.

L'altitude moyenne des terres émergées est de 840 mètres. La zone émergée la plus basse par rapport au niveau de la mer est de -418 mètres dans la Mer morte  et la plus élevée et de 8 848 mètres au sommet du mon Everest.

La surface terrestre subit une érosion importante du fait des courants marins, des vents, des pluies, du gel et du dégel, des saisons, des réactions chimiques et des modifications de l’environnement causées par les végétaux, les animaux et les activités humaines. Ainsi, la surface de la Terre est très jeune et en constante évolution et renouvellement.

Par ailleurs, l’activité volcanique et la tectonique des plaques modifient la configuration des continents et des océans sur le long terme, créant ou détruisant de nouveaux continents ou de nouveaux océans.

Occasionnellement, des impacts météoritiques causent aussi des modifications radicales malgré la protection atmosphériques. Certains objets sont suffisamment gros et massifs pour percer la défense que constitue l’atmosphère terrestres et parviennent jusqu’au sol provoquant d’énormes dégâts sur de grandes surfaces. L’impact sur les conditions d’habitabilité et le climat peut aussi être affecté et conduire à des modifications de la biosphère.

Hydrosphère

La caractéristique principale et unique de la Terre est de posséder de l’eau à l’état liquide. On appelle cela l’hydrosphère. L’hydrosphère comprend non seulement les mers et les océans qui couvrent près de 71 % de la surface et représentent 97,5 % de toute l’eau de la planète mais aussi les 2,5 % d’eau douces constitués par les lacs, les eaux glacées, la banquise, les fleuves et les rivières ainsi que toutes les eaux souterraines.

Atmosphère de la planète la Terre

L’atmosphère est une couche de gaz retenue par gravitation qui enveloppe la Terre.

L’atmosphère de la Terre est composée :

• d'azote à 78,08 % (N)
• d'oxygène à 20,95 % (O2)
• d'argon à 0,93 % (Ar)
• de dioxyde de carbone à 0,039 % (CO2)
• de divers autres gaz pour moins de 0,001 % : méthane (CH4), oxyde nitreux (N2O), monoxyde de carbone (CO), ozone (O3), sulfates (SO4), dioxyde d'azote (NO2), radical hydroxyle (OH)

Cette composition est très fortement liée à l’activité de la biosphère primitive de la Terre qui a permis de synthétiser de l’oxygène.

L’atmosphère contient des gaz comme la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'ozone qui permettent un effet de serre. Cet effet de serre permet à l’atmosphère de conserver une quantité de chaleur suffisante pour réguler la température, en effet, sans cet effet de serre, la température moyenne sur Terre serait de 33° C inférieure aux 15° C actuels. Sur Vénus, l'atmosphère a connu un emballement de l’effet de serre et son atmosphère principalement composée de dioxyde de carbone emprisonne la chaleur et fait monter les températures jusqu’à 470° C.

L’atmosphère s’étend jusqu’à plusieurs centaines de kilomètres dans l’espace et n’a pas de limite précise, sa densité diminue avec l’éloignement. Toutefois, 75% de l’atmosphère terrestre est comprise dans les 11 premiers kilomètres et au-delà de 100km on ne compte plus que quelques particules par volume.

L’atmosphère peut être divisées en couches :

• La troposphère qui représente 80% de l’atmosphère est comprise entre 0 et 8 kilomètres au niveau des pôles et peut aller jusqu’à 17 kilomètres au niveau l'équateur.
  La tropopause située à 18 km d’altitude est la frontière entre la troposphère et la stratosphère.
• Entre 18 km et 50 km d’altitude se trouve la stratosphère dans laquelle se trouve la couche d'ozone qui bloque une partie des rayons ultraviolets du Soleil.
• La mésosphère débute à 50 km et monte jusqu’à la thermosphère à 80 km d’altitude.
• Entre 80 et 100 km d’altitude se trouve la ionosphère.
  On établie arbitrairement la limite entre l’atmosphère et l’espace à 100 km d’altitude, cette frontière est appelée “ligne de Kármán”.
• A partir de 120km, on considère que les effets de l’atmosphère en cas de rentrée terrestre deviennent suffisamment importants pour être considérés comme non négligeable.

Les orbites les plus basses qui ne peuvent tenir plus de quelques jours sont au minimum à 200 km d’altitude. C’est l’orbite des satellites d’observation militaires par exemple qui ont besoin d’une résolution maximale.

Une orbite stable sur plusieurs années doit être au minimum à 350 km d’altitude, c’est l’orbite des stations spatiales comme MIR ou l’ISS.

La frontière entre la thermosphère et l'exosphère est à 690 km d’altitude.

Au delà, on parle d’exosphère. C’est là que l’on rencontre le champ magnétique terrestre qui interagit avec le vent solaire.