Météorologie du système solaire Problématique Faire de la planétologie comparée en sintéressant aux caractéristiques des atmosphères de différentes planètes

Météorologie du système solaireMétéorologie du système solaire

ProblématiqueProblématique

Faire de la planétologie comparée en s’intéressant aux Faire de la planétologie comparée en s’intéressant aux caractéristiques des atmosphères de différentes planètes caractéristiques des atmosphères de différentes planètes ou satellites du système solaire.ou satellites du système solaire.

Groupe recherche formation-Strasbourg

Exemples de champs scalaires et vectoriels: pression, Exemples de champs scalaires et vectoriels: pression, température, vitesse du vent.température, vitesse du vent.

Compétences évaluablesCompétences évaluables


MarsMarsRayon : 3400 kmMasse : 6,4 . 1023 kgPériode de rotation : 24 h 37 minPériode de révolution : 687 jours

Pression : 7 à 9 hPaTempérature : -140°C à 20°C

Composition chimique de l’atmosphère : CO2 : 95,32 % O2 : 0,13 % N2 : 2,7 % CO : 0,07 % Ar : 1,6 % H2O : 0,03 %

TerreTerre

Rayon : 6400 km Composition chimique de l’atmosphère :Masse : 6 . 1024 kg N2 : 78,11 % H2O : 0 à 7 %Période de rotation : 23 h 56 min O2 : 20,95 % CO2 : 0,04 % Période de révolution : 365,25 jours Ar : 0,93 %Pression : 1013 hPaTempérature : -89°C à 58°C


L’atmosphère ténue de la planète Mars

L’atmosphère terrestre est cent fois plus dense

Comparaison des couches atmosphériques des deux planètes

L’atmosphère martienneL’atmosphère martienne


Les tempêtes de poussières martiennes peuvent recouvrir la planète entière et entraîner une baisse conséquente de la température.

Les phénomènes climatiques, comme les tempêtes ou les cyclones, visibles sur Terre s’observent également sur d’autres planètes, comme Mars.

Les tempêtes martiennesLes tempêtes martiennes


VénusVénus

TerreTerre


Rayon : 6050 kmMasse : 4,9 . 1024 kgPériode de rotation : -243 joursPériode de révolution : 224,7 jours

Pression : 93000 hPaTempérature : 440°C à 490°C

Composition chimique de l’atmosphère : CO2 : 96,5 % Ar : traces N2 : 3,5 % CO : traces SO2 : traces H2O : traces


L’effet de serre sur Vénus est extrême, la température de surface atteint les 470 ° C, il n’y a aucune trace d’eau liquide.Des pluies d’acide

sulfurique concentré s’abattent en permanence sur le sol de Vénus.

De violentes tempêtes balayent la surface de Vénus, avec des vents de plus de 500 km/h.

Vénus, une planète où il ne fait pas bon vivreVénus, une planète où il ne fait pas bon vivre


TitanTitan

TerreTerre


Rayon : 2575 kmMasse : 1,34 . 1023 kgPériode de rotation : 16 joursPériode de révolution : 16 jours

Pression : 1470 hPaTempérature : -180°C

Composition chimique de l’atmosphère : N2 : 98,4 % C3H8 : traces CH4 : 1,5 % C2H2 : traces C2H6 : traces HCN : traces


Titan, une Terre à l’état primitifTitan, une Terre à l’état primitif

La module Huygens s’est posé sur Titan après avoir traversé son atmosphère. Celui-ci a découvert que le sol était composé d’un mélange de glaces d’eau et d’hydrocarbures.

La sonde Cassini a mis en évidence des fleuves et mers d’hydrocarbures à la surface de Titan, le plus grand satellite de Saturne. L’atmosphère de Titan est proche de celle de la Terre primitive, d’où l’intérêt porté par les scientifiques à ce satellite.


IoIo(Satellite de Jupiter)

EnceladeEncelade(Satellite de Saturne)

NeptuneNeptune

Le volcanisme est très actif.L’atmosphère se forme peu à peu et s’enrichit en SO2.La rotation et la révolution de ce satellite sont synchrones.

Son atmosphère est composée d’eau (65%) et de dihydrogène (20%) essentiellement.Sous sa surface glacée, il y aurait de l’eau liquide en grande quantité.La rotation et la révolution de ce satellite sont synchrones.

Son atmosphère est composée de dihydrogène (85%) et d’hélium (13%) essentiellement.Sa couleur bleue vient du méthane qui absorbe le rayonnement dans le rouge.Sur Neptune certains vents peuvent atteindre 2000 km/h, ce sont les plus violents du système solaire

Ailleurs dans le système solaire …Ailleurs dans le système solaire …



1) Quelle grandeur physique permet de montrer que l’atmosphère de Mars est beaucoup plus ténu que celle de la Terre? S’agit-il d’un champ scalaire ou d’un champ vectoriel?

QuestionsQuestions

2) Calculer le rapport entre les deux valeurs de cette grandeur, celle mesurée sur Terre et celle mesurée sur Mars.

3) Pourquoi les tempêtes martiennes, comme celle observée en Septembre 2001, entraînent-elles une baisse brutale de la température à la surface de la planète?

Mars



4) Quelle molécule présente sur Vénus est responsable de l’effet de serre observé?

QuestionsQuestions

5) Comparer les conditions de pression et de température sur Vénus et sur la Terre, qu’en concluez-vous?

6) D’où peut provenir l’acide sulfurique présent en grande quantité dans l’atmosphère de Vénus?

Vénus

7) Le phénomène est-il observé sur Terre? Si oui, quelles en sont les conséquences?



8) Quels sont les hydrocarbures présents à la surface de Titan?

QuestionsQuestions

9) On dit que Titan est une Terre à l’état primitif, quel phénomène a pu permettre à la Terre de se transformer pour devenir telle que nous la connaissons de nos jours?

Titan



10) Io et Encelade sont des satellites de Jupiter et Saturne, respectivement. Leur rotation et leur révolution sont synchrones, cela signifie que la durée de leur révolution autour de leur planète est égale à la durée de leur rotation sur elle-même. Qu’observerait-on depuis Jupiter ou Saturne en regardant ces satellites?

QuestionsQuestions

11) Quel autre satellite du système du système solaire a cette particularité?

Ailleurs dans le système solaire

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