Quel sommet de montagne est le point le plus éloigné du centre de la Terre ?
Chimborazo
La forme de la Terre se rapproche d'un sphéroïde aplati, une sphère aplatie le long de l'axe d'un pôle à l'autre de telle sorte qu'il y ait un renflement autour de l'équateur. Ce renflement résulte de la rotation de la Terre et fait que le diamètre à l'équateur est 43 km plus grand que le diamètre pôle à pôle. Ainsi, le point de la surface le plus éloigné du centre de masse de la Terre est le sommet du volcan équatorial Chimborazo en Équateur. Le diamètre moyen du sphéroïde de référence est d'environ 12 742 km, soit environ (40 000 km)/pi|, car le mètre a été initialement défini comme 1/10 000 000 de la distance entre l'équateur et le pôle Nord en passant par Paris, en France.
La Terre (autrement connue sous le nom de monde, en Gaia, ou en latin : Terra) est la troisième planète après le Soleil, la planète la plus dense du système solaire, la plus grande des quatre planètes telluriques du système solaire et le seul objet astronomique connu. la vie portuaire.
Selon la datation radiométrique et d’autres sources de preuves, la Terre s’est formée il y a environ 4,54 milliards d’années. La Terre interagit gravitationnellement avec d’autres objets dans l’espace, notamment le Soleil et la Lune. Au cours d'une orbite autour du Soleil, la Terre tourne autour de son propre axe 366,26 fois, créant 365,26 jours solaires ou une année sidérale. L'axe de rotation de la Terre est incliné de 23,4° par rapport à la perpendiculaire de son plan orbital, produisant des variations saisonnières à la surface de la planète sur une période d'une année tropicale (365,24 jours solaires). La Lune, le seul satellite naturel permanent de la Terre, par sa relation gravitationnelle avec la Terre, provoque les marées océaniques, stabilise l'orientation de l'axe de rotation de la Terre et ralentit progressivement le taux de rotation de la Terre.
La lithosphère terrestre est divisée en plusieurs plaques tectoniques rigides qui migrent à la surface sur des périodes de plusieurs millions d'années. 71 % de la surface terrestre est recouverte d'eau. Les 29 % restants sont constitués de masses terrestres, constituées de continents et d'îles, qui comptent ensemble de nombreux lacs, rivières et autres sources d'eau qui contribuent à l'hydrosphère. La majorité des régions polaires de la Terre sont couvertes de glace, y compris la calotte glaciaire de l'Antarctique et la glace de mer de la banquise arctique. L'intérieur de la Terre reste actif avec un noyau interne de fer solide, un noyau externe liquide qui génère le champ magnétique terrestre et un manteau de convection qui alimente la tectonique des plaques.
Au cours de son premier milliard d'années, la vie est apparue dans les océans de la Terre et a commencé à affecter l'atmosphère et la surface, entraînant la prolifération d'organismes aérobies et anaérobies. Depuis lors, la combinaison de la distance entre la Terre et le Soleil, les propriétés physiques et l’histoire géologique ont permis à la vie d’évoluer et de prospérer aujourd’hui. La première vie incontestée sur Terre est apparue il y a au moins 3,5 milliards d’années. Des preuves physiques antérieures de la vie incluent du graphite biogénique dans des roches métasédimentaires vieilles de 3,7 milliards d'années découvertes dans le sud-ouest du Groenland, ainsi que des « restes de vie biotique » trouvés dans des roches vieilles de 4,1 milliards d'années en Australie occidentale. Sauf lorsqu'elle est interrompue par des phénomènes d'extinction massive, la biodiversité de la Terre n'a cessé de croître. Bien que les chercheurs estiment que plus de 99 % de toutes les espèces de vie (plus de cinq milliards) qui ont jamais vécu sur Terre sont aujourd'hui éteintes, il existe encore entre 10 et 14 millions d'espèces, dont environ 1,2 million ont été documentées et plus de 86 % n'ont pas encore été décrits. Plus récemment, en mai 2016, des scientifiques ont rapporté que l’on estime qu’il existe actuellement sur Terre 1 000 milliards d’espèces, dont seulement un millième de pour cent sont décrites. En juillet 2016, des scientifiques ont rapporté avoir identifié un ensemble de 355 gènes du dernier ancêtre commun universel (LUCA) de tous les organismes vivant sur Terre. Plus de 7,3 milliards d’humains vivent sur Terre et dépendent de sa biosphère et de ses minéraux pour leur survie. La population humaine de la Terre est divisée entre environ 200 États souverains qui interagissent par le biais de la diplomatie, des conflits, des voyages, du commerce et des médias de communication.
Nom et étymologie
Le mot anglais moderne Earth s'est développé à partir d'une grande variété de formes en moyen anglais, dérivées d'un nom en vieil anglais le plus souvent orthographié '. Oxford English Dictionary, "earth, n.¹" Oxford University Press (Oxford), 2010. Il a des noms apparentés. dans toutes les langues germaniques, et leur racine proto-germanique a été reconstruite comme *erþō. Dans ses premières apparitions, eorðe était déjà utilisé pour traduire les nombreux sens du latin ' et du grec (gē) : la terre, son sol, la terre ferme, le monde humain, la surface du monde (y compris la mer) et le globe lui-même. Comme pour Terra et Gaia, la Terre était une déesse personnifiée dans le paganisme germanique : les Angles étaient répertoriés par Tacite parmi les dévots de Nerthus, et plus tard la mythologie nordique incluait Jörð, une géante souvent présentée comme la mère de Thor.
À l'origine, la terre était écrite en minuscules, et depuis le début du moyen anglais, son sens défini de « globe » était exprimé par la terre. Au début de l'anglais moderne, de nombreux noms étaient en majuscules et la terre est devenue (et est souvent restée) la Terre, en particulier lorsqu'elle est référencée avec d'autres corps célestes. Plus récemment, le nom est parfois simplement donné comme Terre, par analogie avec les noms des autres planètes. Les styles de maisons varient désormais : l'orthographe Oxford reconnaît la forme minuscule comme la plus courante, la forme majuscule étant une variante acceptable. Une autre convention met "Terre" en majuscule lorsqu'il apparaît comme nom (par exemple "l'atmosphère terrestre") mais l'écrit en minuscule lorsqu'il est précédé du (par exemple "l'atmosphère de la terre"). Il apparaît presque toujours en minuscules dans des expressions familières telles que « qu'est-ce que tu fais ?
Chronologie
Formation
Le matériau le plus ancien trouvé dans le système solaire est daté de (Gya). Par la Terre primordiale s'était formée. La formation et l'évolution des corps du système solaire se sont produites en même temps que celles du Soleil. En théorie, une nébuleuse solaire sépare un volume d'un nuage moléculaire par effondrement gravitationnel, qui commence à tourner et à s'aplatir pour former un disque circumstellaire, puis les planètes sortent de ce disque avec le Soleil. Une nébuleuse contient du gaz, des grains de glace et de la poussière (y compris des nucléides primordiaux). Dans la théorie nébulaire, les planétésimaux se forment par accrétion. L'assemblage de la Terre primordiale s'est déroulé pendant 10–.
Le processus qui a conduit à la formation de la Lune il y a environ 4,53 milliards d’années fait l’objet de recherches en cours. L'hypothèse de travail est qu'il s'est formé par accrétion de matériaux détachés de la Terre après qu'un objet de la taille de Mars, nommé Theia, ait heurté la Terre. Dans ce scénario, la masse de Theia représentait environ 10 % de celle de la Terre, elle a heurté la Terre d'un coup oblique et une partie de sa masse a fusionné avec la Terre. Entre environ 4,1 et , de nombreux impacts d'astéroïdes lors du bombardement lourd tardif ont provoqué des changements significatifs dans l'environnement de la plus grande surface de la Lune et, par déduction, dans celui de la Terre.
Histoire géologique
L'atmosphère terrestre et les océans se sont formés par l'activité volcanique et les dégazages comprenant de la vapeur d'eau. L'origine des océans du monde est la condensation augmentée par l'eau et la glace apportées par les astéroïdes, les protoplanètes et les comètes. Dans ce modèle, les « gaz à effet de serre » atmosphériques ont empêché les océans de geler alors que le Soleil nouvellement formé n'avait que 70 % de sa luminosité actuelle. En , le champ magnétique terrestre a été établi, ce qui a contribué à empêcher l'atmosphère d'être détruite par le vent solaire.
Une croûte s'est formée lorsque la couche externe en fusion de la Terre s'est refroidie pour former un solide alors que la vapeur d'eau accumulée commençait à agir dans l'atmosphère. Les deux modèles qui expliquent la masse terrestre proposent soit une croissance régulière jusqu'aux formes actuelles, soit, plus probablement, une croissance rapide au début de l'histoire de la Terre, suivie d'une zone continentale stable à long terme. Continents formés par la tectonique des plaques, un processus finalement entraîné par la perte continue de chaleur de l'intérieur de la Terre. Sur des échelles de temps s’étalant sur des centaines de millions d’années, les supercontinents se sont formés et divisés trois fois. Il y a environ (il y a des millions d'années), l'un des premiers supercontinents connus, Rodinia, a commencé à se briser. Les continents se recombinèrent plus tard pour former la Pannotie, vers 600–, puis enfin la Pangée, qui elle aussi se désagrégea.
Le schéma actuel des périodes glaciaires a commencé vers , puis s'est intensifié au cours du Pléistocène vers . Les régions des hautes latitudes ont depuis subi des cycles répétés de glaciation et de dégel, se répétant tous les 40 à 40 ans. La dernière glaciation continentale a pris fin il y a 10 000 ans.
Évolution de la vie
On pense que des réactions chimiques hautement énergétiques ont produit des molécules auto-réplicatives il y a environ quatre milliards d’années. Cela a été suivi un demi-milliard d’années plus tard par le dernier ancêtre commun de toute vie. Le développement de la photosynthèse a permis à l'énergie du Soleil d'être captée directement par les formes de vie ; l'oxygène moléculaire (O2) résultant accumulé dans l'atmosphère et, en raison de l'interaction avec le rayonnement solaire ultraviolet, a formé une couche d'ozone protectrice (O3) dans la haute atmosphère. L’incorporation de cellules plus petites au sein de cellules plus grandes a abouti au développement de cellules complexes appelées eucaryotes. De véritables organismes multicellulaires se sont formés à mesure que les cellules des colonies se spécialisaient de plus en plus. Aidée par l'absorption des rayons ultraviolets nocifs par la couche d'ozone, la vie a colonisé la surface de la Terre. Les premières preuves fossiles de la vie sont des fossiles de tapis microbiens trouvés dans du grès vieux de 3,48 milliards d'années en Australie occidentale, du graphite biogénique trouvé dans des roches métasédimentaires vieilles de 3,7 milliards d'années dans l'ouest du Groenland, ainsi que des restes de matériel biotique trouvés en 4,1. roches vieilles d’un milliard d’années en Australie occidentale.
Depuis les années 1960, on a émis l'hypothèse qu'une forte action glaciaire entre 750 et , au cours du Néoprotérozoïque, aurait recouvert une grande partie de la Terre de glace. Cette hypothèse a été appelée « Terre boule de neige » et elle est particulièrement intéressante car elle a précédé l'explosion cambrienne, lorsque les formes de vie multicellulaires ont commencé à proliférer. Suite à l'explosion cambrienne, vers , il y a eu cinq extinctions massives majeures. L'événement le plus récent a eu lieu lorsqu'un impact d'astéroïde a déclenché l'extinction des dinosaures non aviaires et d'autres grands reptiles, mais a épargné certains petits animaux tels que les mammifères, qui ressemblaient alors à des musaraignes. Au cours du passé, la vie des mammifères s'est diversifiée et il y a plusieurs millions d'années, un animal ressemblant à un singe africain tel qu'Orrorin tugenensis a acquis la capacité de se tenir debout. Cela a facilité l’utilisation des outils et encouragé la communication qui a fourni la nutrition et la stimulation nécessaires à un cerveau plus grand, ce qui a permis l’évolution de la race humaine. Le développement de l’agriculture, puis de la civilisation, a conduit l’homme à exercer une influence sur la Terre ainsi que sur la nature et la quantité d’autres formes de vie comme aucune autre espèce ne l’a jamais fait.
Avenir prédit
Les estimations sur la durée pendant laquelle la Terre pourra continuer à supporter la vie vont de , à aussi longtemps. L’avenir à long terme de la Terre est étroitement lié à celui du Soleil. En raison de l’accumulation constante d’hélium au cœur du Soleil, la luminosité totale du Soleil augmentera lentement. La luminosité du Soleil augmentera de 10 % la prochaine fois et de 40 % la suivante. Les modèles climatiques indiquent que l’augmentation des radiations atteignant la Terre aura probablement des conséquences désastreuses, notamment la perte des océans.
L'augmentation de la température à la surface de la Terre accélérera le cycle du CO2 inorganique, réduisant sa concentration à des niveaux mortellement bas pour les plantes (pour la photosynthèse C4) d'ici environ 500 ans. Le manque de végétation entraînera une perte d’oxygène dans l’atmosphère, de sorte que la vie animale disparaîtra d’ici plusieurs millions d’années. Dans un milliard d’années, toutes les eaux de surface auront disparu et la température moyenne mondiale atteindra (). On s'attend à ce que la Terre soit effectivement habitable pendant environ une autre période à partir de ce moment-là, bien que cela puisse être prolongé jusqu'à ce que l'azote soit éliminé de l'atmosphère. Même si le Soleil était éternel et stable, 27 % de l’eau des océans modernes descendrait jusqu’au manteau dans un milliard d’années, en raison de la réduction des émissions de vapeur provenant des dorsales médio-océaniques.
Le Soleil évoluera pour devenir une géante rouge d’ici environ . Les modèles prédisent que le Soleil s’étendra jusqu’à environ 1 UA, soit environ 250 fois son rayon actuel. Le sort de la Terre est moins clair. En tant que géante rouge, le Soleil perdra environ 30 % de sa masse. Ainsi, sans effets de marée, la Terre se déplacera sur une orbite autour du Soleil lorsqu'elle atteindra son rayon maximum. On s'attendait donc autrefois à ce que la Terre échappe à l'enveloppement par l'atmosphère extérieure élargie du Soleil, même si la majeure partie, sinon la totalité, de la vie restante aurait été détruite par l'augmentation de la luminosité du Soleil (qui culmine à environ 5 000 fois son niveau actuel). Une simulation de 2008 indique que l'orbite terrestre va se désintégrer en raison des effets de marée et de la traînée, la faisant entrer dans l'atmosphère de la géante rouge Soleil et être vaporisée.
Caractéristiques physiques
Forme
La forme de la Terre se rapproche d'un sphéroïde aplati, une sphère aplatie le long de l'axe d'un pôle à l'autre de telle sorte qu'il y ait un renflement autour de l'équateur. Ce renflement résulte de la rotation de la Terre et fait que le diamètre à l'équateur est 43 km plus grand que le diamètre pôle à pôle. Ainsi, le point de la surface le plus éloigné du centre de masse de la Terre est le sommet du volcan équatorial Chimborazo en Équateur. Le diamètre moyen du sphéroïde de référence est d'environ 12 742 km, soit environ (40 000 km)/pi|, car le mètre a été initialement défini comme 1/10 000 000 de la distance entre l'équateur et le pôle Nord en passant par Paris, en France.
La topographie locale s'écarte de ce sphéroïde idéalisé, bien qu'à l'échelle mondiale ces écarts soient faibles par rapport au rayon terrestre : l'écart maximum de seulement 0,17 % se situe au niveau de la fosse des Mariannes (10 911 m au-dessous du niveau de la mer local), tandis que le mont Everest (8 848 m au-dessus du niveau de la mer) niveau local de la mer) représente un écart de 0,14 %. Si la Terre était réduite à la taille d’une boule de billard, certaines zones de la Terre, comme les grandes chaînes de montagnes et les fosses océaniques, ressembleraient à de minuscules imperfections, alors qu’une grande partie de la planète, y compris les grandes plaines et les plaines abyssales, semblerait plus lisse.
Composition chimique
La masse de la Terre est d'environ (5 970 Yg). Il est composé majoritairement de fer (32,1 %), d'oxygène (30,1 %), de silicium (15,1 %), de magnésium (13,9 %), de soufre (2,9 %), de nickel (1,8 %), de calcium (1,5 %) et d'aluminium ( 1,4 %), les 1,2 % restants étant constitués de traces d'autres éléments. En raison de la ségrégation massive, on estime que la région centrale est principalement composée de fer (88,8 %), avec de plus petites quantités de nickel (5,8 %), de soufre (4,5 %) et moins de 1 % d'oligo-éléments.
Le géochimiste F. W. Clarke a calculé qu'un peu plus de 47 % de la croûte terrestre est constituée d'oxygène. Les constituants rocheux les plus courants de la croûte sont presque tous des oxydes : le chlore, le soufre et le fluor sont les exceptions importantes à cette règle et leur quantité totale dans toute roche est généralement bien inférieure à 1 %. Les principaux oxydes sont la silice, l'alumine, les oxydes de fer, la chaux, la magnésie, la potasse et la soude. La silice fonctionne principalement comme un acide, formant des silicates, et tous les minéraux les plus courants des roches ignées sont de cette nature. À partir d'un calcul basé sur 1 672 analyses de toutes sortes de roches, Clarke a déduit que 99,22 % étaient composés de 11 oxydes (voir le tableau à droite), les autres constituants étant présents en quantités infimes.
Structure interne
L'intérieur de la Terre, comme celui des autres planètes telluriques, est divisé en couches selon leurs propriétés chimiques ou physiques (rhéologiques), mais contrairement aux autres planètes telluriques, elle possède un noyau externe et interne distincts. La couche externe est une croûte solide silicatée chimiquement distincte, qui repose sur un manteau solide très visqueux. La croûte est séparée du manteau par la discontinuité de Mohorovičić et l'épaisseur de la croûte varie : en moyenne (kilomètres) sous les océans et 30 à 50 km sur les continents. La croûte et le sommet froid et rigide du manteau supérieur sont collectivement connus sous le nom de lithosphère, et c'est de la lithosphère que sont composées les plaques tectoniques. Sous la lithosphère se trouve l'asthénosphère, une couche de viscosité relativement faible sur laquelle repose la lithosphère. Des changements importants dans la structure cristalline au sein du manteau se produisent à 410° et sous la surface, couvrant une zone de transition qui sépare le manteau supérieur et inférieur. Sous le manteau, un noyau externe liquide de très faible viscosité se trouve au-dessus d'un noyau interne solide. Le noyau interne peut tourner à une vitesse angulaire légèrement supérieure à celle du reste de la planète, avançant de 0,1 à 0,5° par an. Le rayon du noyau interne est environ un cinquième de celui de la Terre.
Chaleur
La chaleur interne de la Terre provient d'une combinaison de chaleur résiduelle provenant de l'accrétion planétaire (environ 20 %) et de chaleur produite par la désintégration radioactive (80 %). Les principaux isotopes produisant de la chaleur sur Terre sont le potassium 40, l'uranium 238, l'uranium 235 et le thorium 232. Au centre, la température peut atteindre 6 000 °C et la pression peut atteindre 360 GPa. Étant donné qu'une grande partie de la chaleur est fournie par la désintégration radioactive, les scientifiques postulent qu'au début de l'histoire de la Terre, avant l'épuisement des isotopes à demi-vie courte, la production de chaleur de la Terre aurait été beaucoup plus élevée. Cette production de chaleur supplémentaire, deux fois aujourd'hui à environ , aurait augmenté les gradients de température avec le rayon, augmentant les taux de convection du manteau et la tectonique des plaques, et permettant la production de roches ignées rares telles que les komatiites qui se forment rarement aujourd'hui.
La perte de chaleur moyenne de la Terre est, pour une perte de chaleur globale, de . Une partie de l'énergie thermique du noyau est transportée vers la croûte par les panaches du manteau ; une forme de convection constituée de remontées de roches à plus haute température. Ces panaches peuvent produire des points chauds et inonder des basaltes. Une plus grande partie de la chaleur sur Terre est perdue à cause de la tectonique des plaques, par remontée d'eau du manteau associée aux dorsales médio-océaniques. Le dernier mode majeur de perte de chaleur est la conduction à travers la lithosphère, dont la majorité se produit sous les océans car la croûte y est beaucoup plus mince que celle des continents.
Plaques tectoniques
La couche externe mécaniquement rigide de la Terre, la lithosphère, est brisée en morceaux appelés plaques tectoniques. Ces plaques sont des segments rigides qui se déplacent les uns par rapport aux autres au niveau de l'un des trois types de limites de plaques : les limites convergentes, au niveau desquelles deux plaques se rejoignent, les limites divergentes, au niveau desquelles deux plaques sont écartées, et les limites de transformation, dans lesquelles deux plaques glisser l'un sur l'autre latéralement. Des tremblements de terre, une activité volcanique, la formation de montagnes et la formation de tranchées océaniques peuvent se produire le long de ces limites de plaques. Les plaques tectoniques reposent sur l'asthénosphère, la partie solide mais moins visqueuse du manteau supérieur qui peut s'écouler et se déplacer avec les plaques.
À mesure que les plaques tectoniques migrent, le fond océanique est subduit sous les bords d’attaque des plaques aux frontières convergentes. Dans le même temps, la remontée des matériaux du manteau aux frontières divergentes crée des dorsales médio-océaniques. La combinaison de ces processus recycle continuellement la croûte océanique dans le manteau. En raison de ce recyclage, la majeure partie des fonds marins est moins que vieille. La croûte océanique la plus ancienne se trouve dans le Pacifique occidental et son âge est estimé à environ . En comparaison, la croûte continentale datée la plus ancienne est .
Les sept plaques principales sont la plaque Pacifique, la plaque nord-américaine, la plaque eurasienne, la plaque africaine, la plaque antarctique, la plaque indo-australienne et la plaque sud-américaine. D'autres plaques notables comprennent la plaque arabe, la plaque caribéenne, la plaque de Nazca au large de la côte ouest de l'Amérique du Sud et la plaque Scotia dans le sud de l'océan Atlantique. La plaque australienne a fusionné avec la plaque indienne entre 50 et 70 ans. Les plaques qui se déplacent le plus rapidement sont les plaques océaniques, la plaque Cocos avançant à une vitesse de 75 mm/an et la plaque Pacifique se déplaçant de 52 à 69 mm/an. À l’autre extrême, la plaque qui se déplace le plus lentement est la plaque eurasienne, progressant à un rythme typique d’environ 21 mm/an.
Surface
La Terre a une superficie totale d'environ (197 millions de milles carrés). Environ 70,8 % de la surface est recouverte d'eau, avec une grande partie du plateau continental en dessous du niveau de la mer. Cela équivaut à (139,43 millions de milles carrés). La surface submergée présente des caractéristiques montagneuses, notamment un système de crêtes médio-océaniques s'étendant sur toute la planète, ainsi que des volcans sous-marins, des tranchées océaniques, des canyons sous-marins, des plateaux océaniques et des plaines abyssales. Les 29,2 % restants (ou 57,51 millions de milles carrés) non recouverts d'eau ont un terrain qui varie considérablement d'un endroit à l'autre et se compose de montagnes, de déserts, de plaines, de plateaux et d'autres reliefs.
La surface de la Terre subit un remodelage au fil des périodes géologiques en raison de la tectonique et de l'érosion. Les éléments de surface construits ou déformés par la tectonique des plaques sont soumis à une altération et à une érosion constantes dues aux précipitations, aux cycles thermiques et aux effets chimiques. La glaciation, l'érosion côtière, la formation de récifs coralliens et les impacts de météorites importants contribuent également à remodeler le paysage.
La croûte continentale est constituée de matériaux de faible densité tels que les roches ignées granit et andésite. Le basalte est moins courant, une roche volcanique plus dense qui constitue le principal constituant des fonds océaniques. La roche sédimentaire se forme à partir de l’accumulation de sédiments qui sont enfouis et compactés. Près de 75 % des surfaces continentales sont recouvertes de roches sédimentaires, bien qu'elles constituent environ 5 % de la croûte. La troisième forme de matériau rocheux trouvée sur Terre est la roche métamorphique, créée à partir de la transformation de types de roches préexistants par des pressions et des températures élevées, ou les deux. Les minéraux silicatés les plus abondants à la surface de la Terre comprennent le quartz, les feldspaths, l'amphibole, le mica, le pyroxène et l'olivine. Les minéraux carbonatés courants comprennent la calcite (trouvée dans le calcaire) et la dolomite.
La pédosphère est la couche la plus externe de la surface continentale de la Terre et est composée de sol et soumise aux processus de formation du sol. La superficie totale des terres arables représente 10,9 % de la superficie du pays, dont 1,3 % sont des terres cultivées en permanence. Près de 40 % de la surface terrestre de la Terre est utilisée pour les terres cultivées et les pâturages, soit environ 1,3 km2 de terres cultivées et 3,4 km2 de pâturages.
L'élévation de la surface terrestre varie du point bas de −418 m au niveau de la mer Morte à une altitude maximale estimée en 2005 de 8 848 m au sommet du mont Everest. La hauteur moyenne des terres au-dessus du niveau de la mer est de 840 m.
En plus d'être décrite en termes d'hémisphères Nord et Sud centrés sur les pôles, la Terre est également souvent décrite en termes d'hémisphères Est et Ouest. La surface de la Terre est traditionnellement divisée en sept continents et diverses mers.
Hydrosphère
L'abondance de l'eau à la surface de la Terre est une caractéristique unique qui distingue la « Planète bleue » des autres planètes du système solaire. L'hydrosphère terrestre est principalement constituée des océans, mais comprend techniquement toutes les surfaces d'eau du monde, y compris les mers intérieures, les lacs, les rivières et les eaux souterraines jusqu'à une profondeur de 2 000 m. L'emplacement sous-marin le plus profond est Challenger Deep, dans la fosse des Mariannes, dans l'océan Pacifique, avec une profondeur de 10 911,4 m.
La masse des océans est d'environ 1,35 tonne, soit environ 1/4 400 de la masse totale de la Terre. Les océans couvrent une superficie de 1 000 000 m avec une profondeur moyenne de , ce qui donne un volume estimé de 1 000 000 m2. Si toute la surface de la croûte terrestre était à la même altitude qu'une sphère lisse, la profondeur de l'océan mondial qui en résulterait serait de 2,7 à 2,8 km.
Environ 97,5 % de l’eau est salée ; les 2,5 % restants sont de l'eau douce. La majeure partie de l'eau douce, environ 68,7 %, est présente sous forme de glace dans les calottes glaciaires et les glaciers.
La salinité moyenne des océans de la Terre est d'environ 35 grammes de sel par kilogramme d'eau de mer (3,5 % de sel). La majeure partie de ce sel a été libérée par l'activité volcanique ou extraite de roches ignées froides. Les océans sont également un réservoir de gaz atmosphériques dissous, essentiels à la survie de nombreuses formes de vie aquatique. L'eau de mer a une influence importante sur le climat mondial, les océans agissant comme un important réservoir de chaleur. Les changements dans la répartition des températures océaniques peuvent entraîner des changements météorologiques importants, tels que l'oscillation australe El Niño.
Atmosphère
La pression atmosphérique à la surface de la Terre est en moyenne de 101,325 kPa, avec une échelle d'environ 8,5 km. Il a une composition de 78 % d’azote et 21 % d’oxygène, avec des traces de vapeur d’eau, de dioxyde de carbone et d’autres molécules gazeuses. La hauteur de la troposphère varie selon la latitude, allant de 8 km aux pôles à 17 km à l'équateur, avec certaines variations résultant de facteurs météorologiques et saisonniers.
La biosphère terrestre a considérablement modifié son atmosphère. La photosynthèse oxygénée a évolué, formant l'atmosphère principalement azote-oxygène d'aujourd'hui. Ce changement a permis la prolifération d’organismes aérobies et, indirectement, la formation de la couche d’ozone grâce à la conversion ultérieure de l’O2 atmosphérique en O3. La couche d'ozone bloque le rayonnement solaire ultraviolet, permettant ainsi la vie sur terre. D'autres fonctions atmosphériques importantes pour la vie comprennent le transport de la vapeur d'eau, la fourniture de gaz utiles, la combustion des petits météores avant qu'ils ne touchent la surface et la modération de la température. Ce dernier phénomène est connu sous le nom d'effet de serre : des molécules traces présentes dans l'atmosphère servent à capter l'énergie thermique émise par le sol, augmentant ainsi la température moyenne. La vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane et l'ozone sont les principaux gaz à effet de serre présents dans l'atmosphère. Sans cet effet de rétention de chaleur, la température moyenne de la surface serait de −18 °C, contrairement aux +15 °C actuels, et la vie n'existerait probablement pas.
Le temps et le climat
L'atmosphère terrestre n'a pas de frontière définie, elle s'amincit lentement et disparaît dans l'espace. Les trois quarts de la masse de l'atmosphère sont contenus dans les 11 premiers kilomètres de la surface. Cette couche la plus basse s'appelle la troposphère. L'énergie du Soleil chauffe cette couche et la surface située en dessous, provoquant la dilatation de l'air. Cet air de faible densité monte ensuite et est remplacé par de l’air plus frais et de plus haute densité. Le résultat est une circulation atmosphérique qui détermine le temps et le climat grâce à la redistribution de l’énergie thermique.
Les principales bandes de circulation atmosphérique sont constituées des alizés dans la région équatoriale en dessous de 30° de latitude et des vents d'ouest dans les latitudes moyennes entre 30° et 60°. Les courants océaniques sont également des facteurs importants dans la détermination du climat, en particulier la circulation thermohaline qui distribue l'énergie thermique des océans équatoriaux vers les régions polaires.
La vapeur d'eau générée par l'évaporation de surface est transportée par les schémas circulatoires dans l'atmosphère. Lorsque les conditions atmosphériques permettent un soulèvement d’air chaud et humide, cette eau se condense et retombe à la surface sous forme de précipitations. La majeure partie de l’eau est ensuite transportée vers des altitudes plus basses par les systèmes fluviaux et généralement renvoyée vers les océans ou déposée dans les lacs. Ce cycle de l’eau est un mécanisme vital pour soutenir la vie sur terre et constitue un facteur majeur de l’érosion des éléments de surface au cours des périodes géologiques. Les régimes de précipitations varient considérablement, allant de plusieurs mètres d'eau par an à moins d'un millimètre. La circulation atmosphérique, les caractéristiques topographiques et les différences de température déterminent les précipitations moyennes qui tombent dans chaque région.
La quantité d’énergie solaire atteignant la surface de la Terre diminue avec l’augmentation de la latitude. Aux latitudes plus élevées, la lumière du soleil atteint la surface sous des angles plus faibles et doit traverser des colonnes plus épaisses de l’atmosphère. En conséquence, la température annuelle moyenne de l’air au niveau de la mer diminue d’environ par degré de latitude par rapport à l’équateur. La surface de la Terre peut être subdivisée en ceintures latitudinales spécifiques au climat approximativement homogène. S'étendant de l'équateur aux régions polaires, ce sont les climats tropicaux (ou équatoriaux), subtropicaux, tempérés et polaires. Le climat peut également être classé en fonction de la température et des précipitations, les régions climatiques étant caractérisées par des masses d'air assez uniformes. Le système de classification climatique de Köppen couramment utilisé (tel que modifié par Rudolph Geiger, étudiant de Wladimir Köppen) comprend cinq grands groupes (tropicaux humides, arides, latitudes moyennes humides, continentaux et polaires froids), qui sont ensuite divisés en sous-types plus spécifiques.
Le climat sur Terre présente des anomalies latitudinales, à savoir l'habitabilité de la péninsule scandinave très au nord, en contraste frappant avec les climats polaires du nord du Canada, ainsi que les étés frais attendus aux basses latitudes de l'hémisphère sud (par exemple sur la côte ouest du sud). Amérique). Une autre anomalie est l’impact de la masse continentale sur la température, qui se manifeste par le fait que la Terre est beaucoup plus chaude à l’aphélie, où la planète est plus éloignée du Soleil. Lorsque l'hémisphère nord est tourné vers la lumière du soleil, même la distance accrue qui l'en sépare n'empêche pas les températures d'être plus chaudes qu'au périhélie, lorsque l'hémisphère sud marin est tourné vers le soleil.
Aux hautes latitudes, les côtés occidentaux des continents ont tendance à être plus doux que les côtés orientaux, comme en Amérique du Nord et en Europe occidentale, où des climats continentaux rudes apparaissent sur la côte est, parallèlement aux climats doux de l'autre côté de l'océan.
La température de l'air la plus élevée jamais mesurée sur Terre a été enregistrée à Furnace Creek, en Californie, dans la Vallée de la Mort, en 1913. La température de l'air la plus basse jamais mesurée directement sur Terre a été enregistrée à la station Vostok en 1983, mais les satellites ont utilisé la télédétection pour mesurer des températures aussi basses que en Antarctique oriental. Ces enregistrements de température ne sont que des mesures effectuées avec des instruments modernes à partir du 20e siècle et ne reflètent probablement pas la gamme complète de températures sur Terre.
Haute atmosphère
Au-dessus de la troposphère, l’atmosphère est généralement divisée en stratosphère, mésosphère et thermosphère. Chaque couche a un taux de recouvrement différent, définissant le taux de changement de température en fonction de la hauteur. Au-delà de celles-ci, l'exosphère s'amincit en magnétosphère, où les champs géomagnétiques interagissent avec le vent solaire. À l’intérieur de la stratosphère se trouve la couche d’ozone, un composant qui protège partiellement la surface de la lumière ultraviolette et qui est donc important pour la vie sur Terre. La ligne Kármán, définie à 100 km au-dessus de la surface de la Terre, est une définition pratique de la frontière entre l'atmosphère et l'espace.
L'énergie thermique amène certaines molécules situées à la limite extérieure de l'atmosphère à augmenter leur vitesse au point de pouvoir échapper à la gravité terrestre. Cela provoque une fuite lente mais régulière de l’atmosphère vers l’espace. Étant donné que l’hydrogène non fixé a une faible masse moléculaire, il peut atteindre une vitesse de fuite plus facilement et s’échappe plus rapidement dans l’espace que les autres gaz. Les fuites d'hydrogène dans l'espace contribuent au déplacement de l'atmosphère et de la surface terrestre d'un état initialement réducteur à un état oxydant actuel. La photosynthèse fournissait une source d'oxygène libre, mais on pense que la perte d'agents réducteurs tels que l'hydrogène était une condition préalable nécessaire à l'accumulation généralisée d'oxygène dans l'atmosphère. La capacité de l’hydrogène à s’échapper de l’atmosphère pourrait donc avoir influencé la nature de la vie qui s’est développée sur Terre. Dans l’atmosphère actuelle, riche en oxygène, la majeure partie de l’hydrogène est convertie en eau avant d’avoir la possibilité de s’échapper. Au lieu de cela, la majeure partie des pertes d’hydrogène provient de la destruction du méthane dans la haute atmosphère.
Champ magnétique
La majeure partie du champ magnétique terrestre est générée dans le noyau, site d'un processus dynamo qui convertit l'énergie cinétique du mouvement convectif du fluide en énergie de champ électrique et magnétique. Le champ s'étend vers l'extérieur du noyau, à travers le manteau et jusqu'à la surface de la Terre, où il constitue, en gros, un dipôle. Les pôles du dipôle sont situés à proximité des pôles géographiques de la Terre. À l'équateur du champ magnétique, l'intensité du champ magnétique à la surface est de , avec un moment dipolaire magnétique global de . Les mouvements de convection dans le noyau sont chaotiques ; les pôles magnétiques dérivent et changent périodiquement d’alignement. Cela provoque des inversions de champ à intervalles irréguliers, en moyenne plusieurs fois tous les millions d'années. Le renversement le plus récent s’est produit il y a environ 700 000 ans.
Magnétosphère
L'étendue du champ magnétique terrestre dans l'espace définit la magnétosphère. Les ions et les électrons du vent solaire sont déviés par la magnétosphère ; La pression du vent solaire comprime le côté jour de la magnétosphère, à environ 10 rayons terrestres, et étend la magnétosphère nocturne en une longue queue. Parce que la vitesse du vent solaire est supérieure à la vitesse à laquelle les ondes se propagent dans le vent solaire, un choc d'arc supersonique précède la magnétosphère diurne dans le vent solaire. Les particules chargées sont contenues dans la magnétosphère ; la plasmasphère est définie par des particules de faible énergie qui suivent essentiellement les lignes du champ magnétique lorsque la Terre tourne ; le courant annulaire est défini par des particules de moyenne énergie qui dérivent par rapport au champ géomagnétique, mais avec des trajectoires qui sont toujours dominées par le champ magnétique, et la ceinture de rayonnement de Van Allen est formée par des particules de haute énergie dont le mouvement est essentiellement aléatoire, mais autrement contenu par la magnétosphère.
Lors d'un orage magnétique, les particules chargées peuvent être déviées de la magnétosphère externe, dirigées le long des lignes de champ vers l'ionosphère terrestre, où les atomes atmosphériques peuvent être excités et ionisés, provoquant les aurores.
Orbite et rotation
Rotation
Période de rotation de la Terre r