L'eau et la vie grâce à la position de la Terre dans le système solaire
Quels paramètres favorisent la présence d’eau liquide à la surface d’une planète ?
La planète Terre est la seule planète où on peut détecter de la Vie.
L’observation de la planète Terre par les images satellitales révèle une particularité : elle est la seule planète à posséder à sa surface de l’eau liquide (70 % de se surface sont recouverts par les océans). On l’appelle la planète bleue. La présence de Vie peut être corrélée à la présence de cette eau liquide.
L’eau existe sous trois états : solide (glace), liquide et gaz. Les changements d’états de l’eau pourraient dépendre de la température mais aussi de la pression.
Si on éclaire un objet par une source lumineuse et que l’on éloigne progressivement cet objet de la source de lumière, on constate que la quantité de lumière reçue par cet objet diminue.
Donc, plus une planète est éloignée du Soleil, plus sa température de surface est faible (Tableau 1.).
Planète | Mercure | Vénus | Terre | Mars | Jupiter | Saturne | Uranus | Neptune |
Distance au soleil
(en millions de km)
|
58 | 108 | 150 | 228 | 778 | 1427 | 2871 | 4497 |
Température théorique
(en °C)
|
+140 | +30 | -18 | -60 | -175 | -180 | -220 | -230 |
Température réelle
(en °C)
|
+140 | +470 | +15 | -50 | -175 | -195 | -220 | -230 |
planètes du système solaire
Ainsi, plus la masse d’une planète sera élevée, plus elle aura la capacité de retenir des molécules permettant le maintien d’une enveloppe gazeuse à sa périphérie.
Une molécule gazeuse dans une atmosphère a une vitesse thermique directement proportionnelle à la température régnant dans l’atmosphère. Si cette vitesse est supérieure à la vitesse d’évasion de la planète (vitesse minimale que doit atteindre un corps pour s’éloigner indéfiniment d’une planète) alors la molécule gazeuse échappe à l’atmosphère.
Planète | Mercure | Vénus | Terre | Mars |
Masse volumique (en g. cm-3) | 5,4 | 5,3 | 5,5 | 3,9 |
Présence d'une atmosphère | - | + | + | + |
Pression atmosphérique (en hPa) | 2.10-9 | 9.104 | 105 | 6 |
des atmosphères des planètes du système solaire
On constate que les planètes telluriques, bien qu’elles aient des masses volumiques proches ne possèdent pas toutes une atmosphère (elle est inexistante sur Mercure). La distance de la planète au Soleil est aussi un paramètre qui conditionne la présence et la densité de l’atmosphère.
Planètes | Vénus | Terre | Mars | |
Pression atmosphérique
par rapport à la P. atmos. terrestre
|
93 | 1 | 1/140 | |
Composition de
l'atmosphère
(en %)
|
CO2 | 93 | 0,03 | 95 |
N2 | 3 | 78 | 5 | |
02 | - | 21 | - | |
H2O | 0,1 | 1 à 3 | traces | |
Température moyenne
de surface (en °C)
|
470 | 15 | -50 | |
Température moyenne
théorique (en °C)
|
30 | -18 | -60 |

Doc. 1. Principe de l'effet de serre
Sur Terre, à la pression atmosphérique de 1 bar l’eau se solidifie à 0°C et se vaporise à 100°C.
Approche expérimentale :
On place un récipient rempli d’eau dans une cloche à vide dans laquelle il règne une température constante de 22°C. On fait alors le vide dans la cloche (on diminue la pression atmosphérique). On constate que l’eau entre en ébullition à 22°C.
Le diagramme suivant appelé « diagramme des phases » indique l’état de l’eau dans différentes conditions de température et pression (Doc. 2.). Si on tient compte des conditions de température de surface et de pression atmosphérique on constate qu’à la surface de Mars l’eau ne peut exister que sous forme gazeuse et solide aux pôles. A la surface de Vénus, l’eau ne peut exister que sous forme gazeuse (dans l’atmosphère).

La Terre occupe une position originale et est la seule planète à réunir toutes les conditions pour que l’eau existe sous ses trois états, notamment à l’état liquide.
L’eau sous son état liquide constitue un milieu favorable à la naissance et au développement de la Vie. On définit donc une zone d’habitabilité dans le système solaire qui correspond à une zone où l’eau peut rester sous forme liquide à la surface d’une planète. Elle serait comprise entre 0,95 et 1,67 UA (1 UA équivaut à la distance Terre-Soleil soit 150 millions de km).

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