La Terre et le ciel sont des éléments fondamentaux de notre monde naturel. Cette leçon explorera ces concepts du point de vue de l’astronomie et des sciences de la Terre, en expliquant comment ils interagissent et s’influencent mutuellement. Bien qu’il puisse sembler que la Terre et le ciel soient des domaines distincts, ils sont interconnectés de nombreuses manières qui ont un impact sur l’environnement, le climat et la vie sur Terre.
Notre planète, la Terre, est l'une des huit planètes du système solaire, tournant autour du Soleil une fois tous les 365,25 jours. L'axe de la Terre est incliné d'environ 23,5 degrés par rapport à son orbite autour du Soleil. Cette inclinaison est responsable du changement des saisons lorsque la Terre tourne autour du Soleil. L’hémisphère incliné vers le Soleil connaît des températures plus chaudes et des journées plus longues, marquant la saison estivale, tandis que l’hémisphère opposé connaît l’hiver.
L'atmosphère terrestre est une couche de gaz qui entoure la planète, la protégeant des rayonnements nocifs du Soleil et aidant à réguler la température. L'atmosphère est composée principalement d'azote (78 %) et d'oxygène (21 %), avec de petites quantités d'autres gaz comme l'argon et le dioxyde de carbone. L'atmosphère est divisée en plusieurs couches, de la plus basse à la plus haute : la troposphère, la stratosphère, la mésosphère, la thermosphère et l'exosphère. Chaque couche a ses propres caractéristiques et fonctions, comme la couche d'ozone dans la stratosphère, qui absorbe et diffuse le rayonnement solaire ultraviolet.
Le ciel est l'atmosphère terrestre vue de la surface de la planète. Lorsque nous levons les yeux, nous voyons le ciel bleu pendant la journée en raison de la diffusion de la lumière solaire par l'atmosphère. Cette diffusion est plus efficace pour les longueurs d’onde de lumière plus courtes (bleu) que pour les longueurs d’onde plus longues (rouge). Au lever et au coucher du soleil, la lumière doit traverser une plus grande partie de l'atmosphère terrestre, ce qui entraîne la diffusion d'une grande partie de la lumière bleue et donne au ciel un aspect rouge ou orange.
La nuit, lorsque la partie de la Terre sur laquelle vous vous trouvez fait face au Soleil, vous pouvez voir les étoiles, les planètes et la Lune. Les étoiles sont d'immenses soleils lointains qui émettent de la lumière, tandis que les planètes, comme Vénus et Mars, sont plus proches de la Terre et brillent en réfléchissant la lumière du soleil. Les motifs que les étoiles semblent former dans le ciel sont connus sous le nom de constellations, qui ont été utilisées pour la navigation et pour raconter des histoires tout au long de l'histoire de l'humanité.
La Lune, seul satellite naturel de la Terre, passe par différentes phases en fonction de sa position par rapport à la Terre et au Soleil. Ces phases incluent la Nouvelle Lune, lorsqu'elle est alignée entre la Terre et le Soleil ; la Pleine Lune, lorsque la Terre est entre la Lune et le Soleil ; et le premier et le dernier quartier, quand on voit la moitié de la Lune illuminée. Le cycle de phases se répète tous les 29,5 jours.
À mesure que la Terre tourne autour du Soleil, les constellations visibles dans le ciel nocturne changent. En effet, la face nocturne de la Terre fait face à différentes parties de l’espace à différents moments de l’année. De plus, la position du Soleil dans le ciel change tout au long de l’année, atteignant son point culminant au solstice d’été et son point le plus bas au solstice d’hiver.
Une éclipse se produit lorsque la Terre, la Lune et le Soleil s'alignent. Lors d'une éclipse solaire, la Lune passe entre la Terre et le Soleil, projetant une ombre sur la Terre et bloquant temporairement la lumière du Soleil dans certaines zones. Lors d’une éclipse lunaire, la Terre se trouve entre le Soleil et la Lune et l’ombre de la Terre tombe sur la Lune. Les éclipses solaires ne peuvent se produire que pendant une Nouvelle Lune, tandis que les éclipses lunaires se produisent pendant une Pleine Lune.
La pollution lumineuse, causée par une lumière artificielle excessive, peut réduire considérablement la visibilité des étoiles dans le ciel nocturne. Ceci est particulièrement visible dans les zones urbaines, où la concentration de l’éclairage artificiel rend difficile l’observation de toutes les étoiles et planètes, sauf les plus brillantes.
La Terre et le ciel sont étroitement liés, nous offrant une fenêtre sur l’univers plus vaste et sur la place que nous y occupons. De la compréhension des bases de l'atmosphère terrestre et de son mouvement dans l'espace à l'observation des étoiles, des planètes et de la Lune dans le ciel, il y a toujours quelque chose de nouveau à découvrir. Bien que la pollution lumineuse ait rendu plus difficile l’observation du ciel nocturne, il existe encore de nombreux endroits et moments où les merveilles de l’univers sont visibles à l’œil nu, nous rappelant la beauté et la complexité du monde dans lequel nous vivons.
