« The Blue Marble »

« Vous recherchez les ficelles qui la tiennent, un quelconque point d’appui, et ils n’existent pas. Vous regardez la Terre et autour, l’obscurité la plus noire que l’homme puisse concevoir. » (Eugène Cernan, mission Apollo 17).

Ce 7 décembre 1972, à 29 000 kms de la terre, les astronautes de la mission Apollo 17 avaient le Soleil derrière eux lorsqu’ils prirent cette photo, la première – et l’une des rares – à montrer ainsi une Terre complètement éclairée. La trajectoire de leur mission leur permit au passage de photographier le pôle sud dans son intégralité.

Ils baptisèrent cette photo « The Blue Marble », en référence à la bille de verre de nos jeux d’enfants …

Quelques dizaines de kilomètres d’atmosphère seulement entourent notre « bille » bleue. Assez vite, à mesure que l’on s’élève en altitude au-dessus de la surface terrestre, les effets de la pesanteur s’atténuant, la concentration en gaz (kilogrammes de gaz par mètre cube d’atmosphère) diminue.

Pour simplifier, on considère habituellement que les 9/10 de la masse atmosphérique sont compris entre 0 et 16 kms d’altitude (zone qu’on appelle habituellement la troposphère). C’est dans cette couche que se réalisent la plupart des phénomènes météorologiques (formation des nuages, etc.). La température de la troposphère n’est pas constante : elle diminue en moyenne de 0,5 °C quand on s’élève de 100 m. Au sommet de la troposphère, la température est de l’ordre de -50 °C.

La seconde couche, qui se situe donc entre 10-15 km d’altitude et à peu près 50 km d’altitude est appelée la stratosphère. La température y augmente progressivement avec l’altitude, jusqu’à environ 0 °C à 50 km d’altitude.

Au delà, la concentration en gaz de l’atmosphère devient de plus en plus négligeable (bien que les gaz n’échappent vraiment à l’attraction terrestre qu’au-delà de 400 km d’altitude)

Les principaux gaz dits « à effet de serre » se trouvent dans ces deux premières couches d’atmosphère :

  • la vapeur d’eau (H2O) qui est un gaz à effet de serre « naturel » est présente essentiellement dans la troposphère ;
  • le gaz hilarant (N2O), et les chlorofluorocarbones (CFC) s’accumulent dans la troposphère, et sont détruits par le rayonnement solaire ultraviolet quand ils passent dans la stratosphère ;
  • le dioxyde de carbone, ou gaz carbonique (CO2) et le méthane (CH4) sont présents à la fois dans la troposphère et la stratosphère; le CO2 est détruit au-delà de 70 km d’altitude par le rayonnement ultraviolet émis par le soleil ;
  • l’ozone, qui constitue un cas un peu à part, se trouve à 90% dans la stratosphère. La partie restante, produite dans la troposphère joue un rôle non négligeable de gaz à effet de serre.

L’atmosphère est relativement transparente pour la partie du rayonnement solaire qui correspond au domaine du visible, et elle est relativement opaque pour l’ultraviolet ainsi que pour les rayonnements de grande longueur d’onde (infrarouge).

Le rayonnement visible traverse donc assez facilement l’atmosphère et est absorbé en partie par la surface terrestre. Cet apport d’énergie provoque un échauffement de la surface.

En fonction de sa température, la surface émet alors de l’énergie vers l’espace, sous forme de rayonnement infrarouge. Mais celui-ci est absorbé en partie par les gaz à effet de serre, qui émettent à leur tour du rayonnement infrarouge vers la surface. Ainsi, le rayonnement solaire visible qui a pu atteindre la surface à travers l’atmosphère est « transformé » en rayonnement infrarouge et ne peut être renvoyé vers l’espace, puisqu’il est absorbé par les gaz à effet de serre.

L’énergie ainsi piégée est transformée en chaleur, ce qui contribue au réchauffement des basses couches de l’atmosphère (la troposphère), là où les gaz à effet de serre sont les plus concentrés.

Depuis deux-cents ans, l’activité humaine génère une croissance exponentielle des émissions depuis la terre de gaz à effet de serre :

source : IPCC Fourth Assesment report, 2007

Depuis 40 ans, les scientifiques nous alertent. Nos enfants maintenant nous interrogent, et questionnent du même coup notre modèle  …

ET NOUS, QUE FAISONS-NOUS ?


Iconographie : « The Blue Marble », mission Apollo 17, 7 décembre 1972 © NASA


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