Une longue histoire, celle du Système Solaire

Salut les ornithorynques!

Après avoir vu comment naissent les étoiles, on va parler de la formation des planètes! Et plus particulièrement des planètes du système solaire, parce que c'est celles qu'on connait le mieux.

Tout commence donc avec notre soleil. Pour l'instant on estime qu'il est composé à 92% d'hydrogène et à 7.7% d'hélium, il a donc encore le temps avant d'exploser. Autour de lui tournent 8 planètes (peut-être 9, suspens!), et divers objets célestes. Un petit moyen mnémotechnique pour se souvenir de leur ordre: Me Voilà Tout Mouillé, J'ai Suivi Un Nuage... Mercure, Vénus, Terre, Mars, ceinture d'astéroïdes (représenté par la virgule), Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune, et tous les objets transneptuniens (représentés par les trois petits points) dont Pluton.

Un petit mot sur Pluton. Jusqu'à il y a pas si longtemps que ça, Pluton était considéré comme une planète, mais aujourd'hui on parle juste de planète naine. Mais pourquoi tant de haine envers cette petite planète que j'aimais pourtant bien? Et bien plusieurs raisons sont évoquées, et je vais vous donner les 2 principales. Pluton n'a pas fait le ménage autour d'elle. En effet on vient de le dire, elle fait partie de la ceinture d'objets transneptuniens, il y a donc plein d'autres objets autour d'elle, contrairement aux autres planètes (les lunes ne comptent pas, elles sont en orbites autour de leurs planètes). De plus, son orbite est incliné de 11° par rapport au plan de l'écliptique. En gros elle est un peu plus penchée que les autres orbites, et ça ça la disqualifie (mais je dois avouer que je sais pas trop pourquoi).

Bref, revenons à nos planètes. Si on regarde bien, on constate que les 4 premières sont des planètes telluriques, c'est à dire qu'elles sont composées majoritairement de roches et métaux, ou éléments réfractaires. Les 4 planètes suivantes sont quant à elles des géantes gazeuses, et comme leur nom l'indique elles sont composées principalement de gaz, ou éléments volatiles. Seul leur noyau contient des élément réfractaires.
Intéressons nous un peu plus à ces éléments réfractaires et volatiles. On remarque que la température de condensation - température à laquelle un gaz devient solide ou liquide - est beaucoup plus élevée pour les éléments réfractaires que pour les éléments volatiles (2000°C contre moins de 0°C!). Et très clairement, il semble y avoir autant d'élément réfractaires partout dans le système solaire, mais beaucoup plus d'éléments volatiles après la ceinture d'astéroïdes. Mouais, y'aurai pas une logique derrière tout ça?

Comme beaucoup de questions sur l'univers, c'est l'étude de météorites qui vont nous apporter la clé pour comprendre tout ça. Environ 30 000 tonnes de météorites tombent sur Terre par an, nous venant majoritairement de la ceinture d'astéroïdes mais également de Mars ou de la Lune. Parmi ces cailloux célestes on peut regrouper 2 groupes: les rocheuses et les métalliques. Ici ce qui nous intéresse ce sont les météorites rocheuses, et plus particulièrement les chondrites (80% des chutes).

Dans ces chondrites on a donc des petites billes et des inclusions qui se forment normalement autour des 1000-1500°C, soit à haute température, tandis que sa matrice se forme normalement aux alentour de 300-100°C, soit à basse température. Là on a un problème, on a rien de semblable sur Terre. Mais bon essayons d'avoir un raisonnement logique. Si on a un assemblage d'éléments à haute température inclus dans une matrice à basse température, on peut déduire que la haute température a été antérieure à la basse température. Les chondrites sont donc le témoignages d'un refroidissement, mais attention d'un refroidissement rapide. Par ailleurs si on date les chondrites à l'aide d'une analyse géochronologique, on obtient 4.56 milliards d'années. Ainsi on suppose que ce sont les objets les plus anciens du système solaire. Ils peuvent donc nous renseigner sur se formation.

Fort de tous ces éléments, essayons de reconstituer la création du Système Solaire. Au commencement, on a donc un petit nuage protosolaire, riche en Hydrogène. Soudain une supernova vient le secouer un bon coup, et le nuage va alors s'effondrer. Au centre du nuage on aura la formation d'un disque protosolaire, qui deviendra plus tard le soleil grâce au processus qu'on a vu dans l'article précédant. Autour de ce disque on a toujours un nuage d'élément qui formera plus tard le cortège planétaire. Comme on l'a dit, toutes ces réactions libèrent beaucoup d'énergie, la température est donc supérieure à 3000°C dans notre nuage protosolaire. Et là, je vais essayer d'être le plus clair possible. Faisons le point sur ce qu'on sait: les éléments réfractaires ont une température de condensation plus élevée que les éléments volatiles, ils vont donc se solidifier en premier. Et grâce aux chondrites on sait que la température environnante a baissée rapidement.

Si on récapitule, on avait des gaz à une température très élevée qui ont ensuite refroidit assez rapidement. En refroidissant, les éléments les plus réfractaires se sont solidifiés en premier, formant des inclusions. On a ensuite eu la solidification des chondres (billes), et enfin des métaux argileux, permettant la formation de nos fameuses chondrites. 

Mais en parallèle, nous assistons à de violents vents solaires dû à la formation de notre étoile. Les gaz sont alors soufflés loin du soleil en parallèle de leur solidification progressive. On peut considérer qu'une fois solidifié un élément ne bougera plus beaucoup, car il est beaucoup plus lourd que sous sa forme gazeuse. Les éléments les plus réfractaires se solidifiant très vite, ils restent donc à proximité du soleil. Mais les éléments volatiles eux ne se condenseront pas de sitôt, et auront largement le temps de se faire expulser loin du soleil. C'est ainsi qu'on peut expliquer que les planètes les plus proches du soleil sont fait d’éléments réfractaires tandis que les planètes les plus lointaines sont constitués d'éléments volatiles.

Voilà pour la répartition des éléments autour du soleil. Mais maintenant, comment notre planète est devenue ce qu'elle est? Et bien en parallèle de cette condensation a lieu l'agglomération des particules. En gros, tous ces nouveaux solides qui se créent sont bousculés dans les tous les coins avec toutes ces forces qui s'exercent de tous les côtés. Ils vont alors rentrer en collision et se coller les uns les autres. C'est ce qu'on appelle l'agglomération. Au bout d'un moment il y a de moins en moins de petits éléments et de plus en plus de gros morceaux qui vont commencer à exercer une force de gravité les uns sur les autres, continuant à se regrouper. Il ne faut pas oublier que la température du système solaire est encore très élevée, et les éléments sont plus liquide que solide, ce qui facilite ce regroupement, qui maintenant prend le nom d'accrétion. A force de gravité et d'accrétion on finit par arriver à une protoplanète, et enfin à une Terre primitive, subissant toujours quelques collisions mais ayant à peu près atteint sa taille.

Et les lunes dans tout ça? Prenons la théorie de la création de la notre de Lune. Attention, comme tout le reste il ne s'agit que de simple supposition, on a pas encore trouvé le moyen d'aller vérifier tout ça. Enfin bref, on suppose qu'à l'époque où notre Terre était encore une grosse boule d'éléments en fusion bombardée par de petites météorites, une beaucoup plus grosse (de la taille de Mars quand même) lui serait rentrée dedans. Une partie de la Terre aurait été arraché par cette collision, mais les débris serait restés autour de la Terre à cause de l'attraction qu'elle exerçait sur eux. La Terre étant liquide elle se serait reformé sans soucis, et les débris se seraient alors aggloméré pour former la Lune.

Voilà pour cette histoire, j'espère que ça vous aura plu! N'hésitez pas à me faire part de vos remarques, me poser des questions si vous n'avez pas tout compris ou à me faire part de précisions que je pourrais apporter. Je vais essayer de publier assez rapidement les articles de bases utiles pour la compréhension de cette article pour que tout le monde puisse le comprendre sans problème :)

Merci à tous pour votre attention, prenez soin de vous et n'oubliez pas que c'est en se posant des questions qu'on trouve des réponses.

Une Longue Histoire, celle de l'Univers

Salut les ornithorynques!

Aujourd'hui je vous présente le tout premier article de la longue histoire: la formation de l'Univers. La majeure partie de cet article est basée sur les cours de Philippe Boulvais, chercheur en géoscience à l'université de Rennes 1 et que j'ai eu la chance d'avoir comme professeur l'année passée. Certains détails seront probablement complétés par des recherches ultérieures, et je mettrais tous les liens et références à la fin de l'article. Comme dis dans l'article de présentation, mes articles ne sont pas statiques et risquent d'être modifiés en fonction du temps que je pourrais y consacrer, mais aussi mes propres découvertes ou les découvertes des chercheurs au fil du temps. Enfin bref, sans plus de blabla attaquons notre sujet: la formation de l'Univers!

La théorie la plus admise par les scientifiques pour la création de l'Univers est celle du Big Bang; Il aurait eu lieu il y a 13.5 milliard d'années (ou 13.5 Ga pour raccourcir). Un des arguments les plus solides de cette théorie est l'expansion de l'univers. En effet on peut observer que les galaxies sont constamment en train de s'éloigner.
Suite à ce big bang, la particule la plus aboutie en résultant était probablement un proton - on entends par là un atome d'hydrogène, je ferais un article de base sur le sujet. En gros, avant l'univers c'était ça:

Des atomes d'hydrogène qui se baladent, se concentrant par endroit dans des zones qui deviendrons plus tard des galaxies, et laissant des espaces vides correspondant à un espace intergalactique.

Dans une galaxie, c'est à dire une des zones concentrées, il existe des zones encore plus concentrées où la gravité contre-balance l'expansion liée à l'énergie cinétique initiale. Eeeuuuh de quoi? En gros, à la base avec le gros boum, l'idée c'était que tout se baladait partout et avait tendance à s'éloigner (ce qui est toujours le cas). Mais comme les atomes ont commencé à se rassembler et à s'agglomérer un phénomène de gravité est né. Je vais pas le détailler ici, mais en gros plus quelque chose est gros et plus il attire les objets autour de lui. Mais du coup, la zone va se densifier encore plus en accumulant la matière qui se trouve autour d'elle et va alors se réchauffer (y'aura un article de base sur ce phénomène). L'augmentation de la température et de la pression va permettre la fusion de 2 atomes d'hydrogène pour former un atome d'hélium. Et c'est comme ça qu'on fait les étoiles! Ouais c'est tout, juste des atomes qui fusionnent pour donner de plus gros atomes.

En gros, à chaque fusion il y a un dégagement d'énergie sous forme de chaleur qui a lieu, ce qui permet de nouvelles fusions. Il y a alors une réaction en chaîne qui se déclenche. L'hydrogène (numéro atomique 1) et l'hélium (numéro atomique 2) vont fusionner pour donner du Lithium (numéro atomique 3). Mais le Lithium n'étant pas stable, deux atomes de Lithium vont alors fusionner pour donner un atome de Carbone (numéro atomique 6), bien plus stable. Pour les étoiles les plus petites (et ayant donc le moins d'éléments, et donc moins de pression, moins de température, ...), un cœur de carbone va alors se former, entouré d'une masse d'atome d'hydrogène et d'hélium, comme dans notre soleil. Les étoiles plus massives elles vont aller jusqu'au Silicium (numéro atomique 14), qui constituera alors son cœur.

Cependant toutes ces réactions ne restent pas sans conséquences. Regardons ce qui se passe dans l'étoile au niveau des forces:

Attention, je n'ai représenté que 4 flèches pour chaque force, mais il faut bien sur ce dire qu'elle s'exerce dans tous les points de l'étoile.

Donc, on peut voir que les forces de pression (P) dues aux gaz sont égales aux forces de gravité (G) mais son toutes les deux opposées. Il y a donc un équilibre entre tout ce petit monde. Sauf qu'il ne faut pas oublier un petit détail. La masse molaire de deux atomes d'hydrogène est un chouia plus élevée que celle d'un atome d'hélium, la masse va alors légèrement diminuer au fur et à mesure des différentes fusions. De plus la quantité de moles diminue, et au final la pression va diminuer significativement. En gros, seul la force de gravité va rester, la force de pression disparaissant, on dit alors que l'étoile s'effondre sur elle-même. Et là, il y a deux cas possibles (en gros, en fait y'en a plus mais ça devient compliqué).

Voyons d'abord ce qu'il se passe dans les petites étoiles. Il ne reste pas grand chose de l'hydrogène initial et on assiste à son explosion. Il y a alors arrêt des réactions de fusion, et le cœur devient un corps mort, noir.

Les grosses étoiles maintenant. Avec l'effondrement il y a un surcroît d'élévation de la température. Le silicium va alors lui aussi fusionner avec de l'hélium pour donner du Soufre de numéro atomique 16, dégageant encore plus d'énergie, et ré-élevant donc la température. On va alors avoir une cascade de réactions jusqu'au Fer (numéro atomique 26). En effet cet élément est très stable grâce à ses nombreuses symétrie. Si malgré tout le fer fusionne à son tour on a une nouvelle cascade jusqu'aux éléments les plus lourds, principalement l'uranium (numéro atomique 92). Il va également y avoir une explosion, qu'on appelle supernova. De cette supernova va naître soit une étoile à neutron, soit un trou noir, et une nébuleuse (un gros nuage de particules, comme au début de cette histoire).

Il peut alors arriver que les supernova vienne tout chambouler dans une nébuleuse voisine, provoquant la fusion des éléments et la naissance d'une nouvelle étoile.

Voilà pour la création de l'univers, n'hésitez pas à me dire si certains points ne sont pas clairs ou s'ils sont incomplets, j'essaierai d'y remédier le plus rapidement possible! Y'a plusieurs articles de bases qui vont suivre pour essayer d'expliquer certaines notions que je prends pour acquises dans ces articles, comme les atomes ou les forces, de manière à ce que vraiment tout le monde puisse le comprendre.

Et c'est bon, j'arrête de blablater, j'espère que ça vous aura plu et que la suite vous plaira également :)

Le commencement

Salut tout le monde!

Merci de vous attarder sur ce blog! Je vais essayer de me présenter et de présenter le fonctionnement de ce blog en quelques lignes pour que tout soit plus clair :)

Je suis actuellement étudiante en licence de Biologie à l'université de Rennes 1, et j'ai eu envie de partager ma passion avec vous. Pour ce faire je vais partir sur la base de mes cours (au moins pour les premiers articles) et compléter avec un maximum de recherches complémentaires. Mon but est vraiment de faire de la vulgarisation de tout ce qui approche de près ou de loin la biologie. Bien sur je citerais toujours mes sources pour que les informations que je vous donne soit vérifiables! Malheureusement dans le cas où je citerais un de mes cours je n'aurais pas le droit de poster directement les supports de cours de mes professeurs mais je citerais bien évidement leur noms, et mettrais si possible un lien vers leurs travaux publics. Par ailleurs étant étudiante j'ai accès à la plupart des revues scientifiques dont le contenu est normalement payant. Il peut donc être difficile pour vous de mettre la main sur ces documents, mais je vous encourage vivement à aller dans la Bibliothèque Universitaire (BU) de la fac de sciences la plus proche de chez vous, ils proposent généralement la version papier des revues les plus connues, ainsi que nombre de livres passionnants. Même si seuls les étudiants peuvent y emprunter des ouvrages, elles sont ouvertes comme n'importe quelles bibliothèques à qui veut bien y entrer.

La manière dont je construirais mes articles pourra peut-être paraître étrange, car je ne compte pas vraiment les écrire en une fois. Je m'explique: pour chaque article je vais partir de ce que je sais déjà, principalement grâce à mes cours, et de ce que je trouve dans de premières recherches superficielles. En fonction du temps libre que j'aurais sur le moment, il se peut que je livre un article, certes construit, mais probablement incomplet. Ce article "brut" pourra servir de première base pour moi autant que pour vous, car rien de vous empêche de vous en servir pour faire vos propres recherches. Puis, au fur et à mesure de mes lectures/recherches/cours, je rajouterais des informations. Il ne faudra donc pas hésiter à me faire part d'informations que je pourrais avoir omises dans mon squelette, ou d'informations complémentaires, de pistes de recherches, des erreurs que j'aurais commises ou autre, mais également à revenir sur certains articles anciens pour y voir des compléments éventuels. Bien sur, je ferais régulièrement des bilans des ajouts que je pourrais avoir effectué pour que vous ne vous refassiez pas tous les articles à chaque fois. De toute façon, je pense pas que beaucoup de monde lise ce blog d'ici un bon moment, alors je peux bien bidouiller comme je veux il est fort probable que tout le monde s'en fiche ^^

Pour ce qui est du blog en lui même, je compte mettre en place plusieurs catégories d'articles, dont voici la liste:

• Les basiques: Je parlerais dans ces articles des notions de bases qu'on nous enseigne au collège et lycée de manière à ce que tout soit bien clair pour tous. Il est évident que je ne rentrerais pas dans les détails, je veux juste être sûre que tout le monde puisse comprendre, même des enfants ou des personnes qui n'ont pas vraiment de souvenirs de leurs cours. Au début de chaque article des catégories suivantes je mettrais en lien les articles de bases nécessaires pour comprendre ce dont je vais parler.
• Une longue histoire: Comme vous vous en doutez, ce sera normalement le format principal de ce blog. L'idée est de vous présenter l'histoire de la vie, du big bang jusqu'à aujourd'hui. Dans un premier temps je parlerais de la formation de la Terre et d'un peu de géologie. Puis bien sur je parlerais de l'apparition de la vie. Je voudrais vous présenter le processus d'évolution tel qu'on le comprends aujourd'hui, et détailler chaque étape importante de l'évolution des espèces vivantes sur la Terre. Chaque embranchement de l'arbre phylogénétique me servira de prétexte pour vous parler de l'importance de chaque caractère pour les espèces qui les possèdent, comme par exemple l'apparition des poumons et simplement les adaptations qui ont permis la sortie du milieu aquatique.
• Espèce d'Homme: Ce format me permettra de parler d'écologie. Bien sur, dans un premier temps je vous expliquerais ce que j'entends par écologie (et non on ne va pas parler recyclage et du combat douche vs bain). Puis je partirais du début de l'Humanité pour étudier à chaque époque quelle influence nos actions ont eu sur notre environnement. Ce sera l'occasion de revoir nos cours d'Histoire sous un angle tout nouveau.
• Neuro quoi?: Cette rubrique sera mon petit plaisir, car je trouve vraiment les neurosciences impressionnantes. J'essaierai de vous présenter le fonctionnement normal du cerveau humain, et pourquoi pas m'étendre jusqu'au cerveau des autres espèces animales. Il me tient particulièrement à cœur de vous parler également des différentes "maladies", ou simples fonctionnements différents du cerveau de certaines personnes. On parlera ainsi d'autisme, d'Alzeihmer, mais aussi d'autres problèmes bien moins connus, ou mal connus, et pourtant tout aussi importants. Mais attention, je suis biologiste avant tout, pas psychologue.
• L'apprentie sorcière: Dans cette catégorie je vous présenterais toutes sortes de plantes, animaux et créatures plus ou moins imaginaires. J'essaierai de démêler le vrai du faux, d'imaginer si de telles créatures pourrait exister et tout un tas d'autres sujets relevant autant de l'imaginaire que de la science.
• Le labo: Cette catégorie est plus destinée à un jeune public, mais est également un complément des articles de la longue histoire.. J'ai l'espoir que mes articles soit assez clair pour être compris par la majorité, mais j'ai conscience que ce n'est pas toujours évident. Je vais donc exposer ici la plupart des concepts de manière très imagée avec des expériences pour appuyer mes propos. Je remercie d'ailleurs à l'avance l'association des Petits Débrouillards pour qui je travaille, et tout particulièrement leur Wikidébrouillard sur lequel je vais puiser une bonne partie de mes expériences. En outre je vous encourage vivement à vous renseigner sur leurs activités, ils ont des antennes partout dans le monde et leurs animations sont vraiment enrichissantes et amusantes, aussi bien pour les petits que pour les grands!

Bien sur cette liste n'est pas définitive, c'est juste l'idée que je me fais maintenant du devenir de ce blog. Rien ne m'empêchera de rajouter ou d'enlever des rubriques en fonction de ce que j'aurais à dire, mais je pense que c'est déjà une bonne base!

Voilà, je pense que j'ai fais le tour du fonctionnement de ce blog. Merci d'avoir lu tout ça jusqu'au bout, et j'espère que mes articles vous plairont! Bonne découverte!