mise à jour le 11
Mars 2005
CONFÉRENCE DE
THÉRÈSE ENCRENAZ,
"LES ATMOSPHÈRES PLANÉTAIRES, origine et évolution"
Organisée par la
SAF
Dans ses locaux
rue Beethoven, Paris
Le Jeudi 10 Mars 2005 à 18H30
Photos : JPM pour
l'ambiance.
BREF COMPTE RENDU
Ah! Le 10 Mars
2005, jour de grève générale en France, tout serait bloqué dans la rue et sous
la rue. J'y vais, j'y vais pas???
Nombreux sont ceux
qui se sont posés cette question et qui n'ont pas voulu affronter la
circulation parisienne.
Et bien ils ont eu
tort, c'était une mauvais pioche, comme on dit; ce n'était pas si terrible et
en voiture je n'ai eu aucun problème, je trouve que cela roulait même mieux
qu'un jour normal. Ah où sont les grèves d'antan où tout était bloqué!!
Maintenant il y a
les RTT, terme cabalistique et magique prêt à résoudre toutes les difficultés.
Bon, soyons
sérieux et revenons en à cette conférence.
Thérèse Encrenaz astrophysicienne,
Directrice de Recherche au CNRS , chercheur au LESIA (Laboratoire d'Études Spatiales et
d'Instrumentation en Astrophysique) dépendant de l'Observatoire de Paris.
Photo : de gauche
à droite : Claude Picard Président de la commission de cosmologie, Thérèse
Encrenaz, Marie Claude Paskoff rédactrice en chef de la revue
"L'Astronomie" de la SAF, en pleine discussion avant la conférence.
Le sujet
d'aujourd'hui est de nous faire toucher du doigt l'origine et l'évolution des
atmosphères des planètes du système solaire.
Les thèmes abordés
seront :
·
Qu'est ce
qu'une atmosphère?
·
La variété
des atmosphères planétaires
·
Méthodes
d'étude
·
Formation et
évolution des atmosphères planétaires.
Cette présentation
est proposée en 3 parties :
Aujourd'hui : l'introduction
La partie II : atmosphères des planètes
telluriques (le 24 Mars 18H30)
La partie III : atmosphère des planètes
géantes (le 7 Avril 18H30).
Qu'est
ce qu'une atmosphère?
Du gaz stable (planète) ou
Du gaz transitoire (comètes)
Peut être épaisse (Vénus) ou ténue (Io,
Triton)
En fait il y a une
très grande variété de pression et de température au sol (quand il y a un
sol!).
Des atmosphères
denses : des planètes géantes à Vénus (93bars et 730°K)
Aux atmosphères
moyennes : Terre (1bar 290K) Titan (1,5bars 93K=
Et les ténues :
Mars (6mbars et 230K) qui a des variations de pression énormes : 30%.
Sans oublier les
très ténues : Triton , Pluton (des µbars 40 à 50K) et Io (nanobars et 110K)
Les
sources d'énergie pour entretenir de telles atmosphères :
Sources d'énergie
interne : bien entendu la radioactivité des noyaux planétaires, et la surface
chauffée par le soleil qui provoque une circulation atmosphérique par effet de
convection et des nuages et un effet de serre.
Sources d'énergie
externe : le rayonnement solaire direct qui provoque de la photodissociation,
du chauffage de la haute atmosphère et des UV.
|
|
Voici un
graphique très intéressant que nous montre Thérèse Encrenaz. La courbe de la
pression atmosphérique (échelle log) de toutes les planètes en fonction de la
température. Pour la pression
: 0 veut dire 1 bar 2 veut dire 100
bars et –2 : 0,0 1bar etc.. La Terre est
symbolisée par E (earth). Le symbole
hachuré représente le sol (quand il existe). |
Coupe de
l'atmosphère terrestre d'après un document de Météo France |
Stabilité
d'une atmosphère :
Il y a compétition
permanente entre la gravité et l'agitation moléculaire.
L'agitation
thermique de molécules obéit à la loi :
V th = (2kT/m)1/2
La gravité : c'est
la vitesse de libération ou d'échappement à la surface de la planète qui obéit
à la loi :
V esc = (GM/r)
1/2 (voir dans ce site l'article
sur les vitesses de libération si vous avez oublié). 11km/s sur Terre
60km/s sur Jupiter.
On dira qu'une
atmosphère est stable de longue durée si la vitesse d'agitation thermique est
nettement inférieure à celle de libération, soit par exemple le critère
raisonnable suivant : Vth < 0,2 Vesc
Ensuite étude des
différentes atmosphères des planètes, puis :
Les
méthodes d'étude des atmosphères planétaires :
De deux types :
·
sondage à
distance depuis la Terre ou avec des sondes en orbite : image et spectroscopie
possibles permettant d'atteindre la composition chimique et
·
analyse
in-situ par des robots qui peuvent effectuer des prises de vue et spectre et
analyses élémentaires : Mars, Vénus, Jupiter, Titan
Spectroscopie
des atmosphères.
Il y a deux
composantes :
·
la composante
solaire réfléchie (UV, visible, proche IR) avec raie d'absorption du gaz
atmosphérique et
·
la composante
thermique (IR et ondes radio) concernant la raie d'émission dans la haute
atmosphère permettant d'atteindre le profil vertical de celle ci.
|
Spectre de la
lumière solaire réfléchie des planètes géantes montré par l'oratrice. On voit que le
méthane (CH4) est l'absorbant dominant dans cette partie du système solaire. La dernière
courbe représente le méthane en laboratoire terrestre pour comparaison. |
La
formation des atmosphères planétaires :
Peut on répondre à
la question fondamentale : pourquoi y a t il deux catégories de planètes :
Les telluriques
(comme la Terre) et
Les géantes.
Les planètes
avaient toutes des points de départs similaires :
Orbites presque
circulaires et coplanaires.
Formation
classique à partir d'un disque de nébuleuse gazeuse appelé disque
protoplanétaire.
Composition de ce
disque :
Gaz : H et He
Poussières : près du Soleil : éléments
réfractaires : Silicates et métaux; loin du Soleil : glaces H2O; CO2; NH3.
Cela nous fait
introduire la notion de LIGNE DES GLACES , zone
du système solaire au delà de laquelle l'EAU NE PEUT
PLUS ÊTRE SOUS FORME LIQUIDE MAIS SOLIDE.(dû à la température bien sûr,
plus on s'éloigne du Soleil et plus il fait froid et plus l'eau condense; à ce
propos, l'eau est parmi tous ces corps le PREMIER à se condenser). Cette ligne
des glaces est située aujourd'hui vers les 2UA, elle était au début du système
solaire vers les 4UA.
Les planètes se
forment par accrétion de masses solides et forment des planétésimaux.
Au delà de la
ligne des glaces, les planètes se forment autour de gros noyaux de glace qui
servent à condenser les gaz H et He environnants.
|
|
Comparaison des
planètes telluriques et géantes Le modèle de
formation par accrétion d'un disque correspond bien aux observations. |
En conclusion :
les modèles décrits sont en bon accord avec les observations. Th Encrenaz
répond aux nombreuses questions posées après sa conférence. |
Cette conférence
n'était qu'an avant goût de ce qui sera traité aux prochaines réunions que je
vous incite à ne pas manquer et que je vous rappelle :
Lieu : SAF rue de
Beethoven, Paris
La partie II : atmosphères des planètes
telluriques (le 24 Mars 18H30)
La partie III : atmosphère des planètes
géantes (le 7 Avril 18H30).
Venez nombreux ce
sera passionnant.
Merci Thérèse
Encrenaz et à bientôt.
RÉFÉRENCES
À CONSULTER :.
Elle a écrit
beaucoup d'ouvrages certains ont été décrits ici comme :
À la recherche de
l'eau dans l'Univers .
voir description dans ce site.
T. Encrenaz
sortira un nouvel ouvrage bientôt :
"Système
solaire – systèmes stellaires" chez Dunod, collection Quai des Sciences.
Bon ciel à tous
Jean Pierre Martin SAF Commission de Cosmologie