Notre Soleil est une étoile ordinaire qui fait partie de la galaxie de la Voie Lactée, comme près de 200 milliards d'autres étoiles. Mais c'est NOTRE étoile, et c'est pour cela qu'elle est si importante pour nous. Sa lumière, sa chaleur, sont essentielles à notre survie. Le Soleil domine le système solaire. Le visionnement du film Toutatis est l'occasion de rafraîchir notre connaissance du système solaire et de mieux saisir comment notre existence est inextricablement liée à la valse des corps qui le composent.
| Objet | Diamètre (1 = diamètre de la Terre, soit 12,800 km) |
Distance moyenne au Soleil (1 = distance Terre-Soleil, soit 150,000,000 km |
Nombre de lunes |
| Soleil | 109 | sans objet | sans objet |
| Mercure | 0.38 | 0.34 | 0 |
| Vénus | 0.95 | 0.72 | 0 |
| Terre | 1 | 1 | 1 |
| Mars | 0.53 | 1.5 | 2 |
| Jupiter | 11.2 | 5.2 | 16 |
| Saturne | 9.4 | 9.5 | 18 |
| Uranus | 4 | 19.2 | 15 |
| Neptune | 3.9 | 30.1 | 8 |
| Pluton | 0.18 | 39.7 | 1 |
| Cérès (le plus gros astéroïde) |
0.08 | 2.8 | 0 |
Observez le ciel étoilé : parmi tous ces objets brillants, quels sont ceux qui appartiennent au système solaire? Une étoile très brillante qui n'apparaît pas sur un cherche-étoiles est probablement une planète. Consultez un annuaire, une revue spécialisée ou le site Internet du pour identifier la planète en cause. Vous pouvez suivre son déplacement de semaine en semaine sur le fond des étoiles fixes : comparez sa position avec 2 ou 3 étoiles brillantes, et répétez l'expérience au bout de quelques semaines. Vous pouvez vous faciliter la tâche en utilisant un appareil photographique avec une lentille normale. L'appareil doit pouvoir prendre des poses prolongées (pose B). Utilisez un film rapide (400 ASA, par exemple). Installez l'appareil photographique sur un trépied et visez la région du ciel où se situe la planète. En utilisant un déclencheur souple (si possible), effectuez une pose de 25 à 30 secondes. Vous enregistrerez ainsi l'image des constellations dans lesquelles se trouve la planète et si vous effectuez le même exercice pendant quelques semaines, vous pourrez tracer sa trajectoire. De même, si vous possédez de bonnes jumelles d'au moins 7X50, vous pouvez observer les 4 principales lunes autour de la planète Jupiter. Effectuez des observations sur plusieurs soirs consécutifs, faites des croquis des positions des satellites. Leur mouvement est assez rapide pour que les positions changent radicalement en l'espace de 24 heures!
On croit que les planètes se sont formées par accrétion de corps en orbite autour du Soleil. Au début de leur existence, par exemple, la Terre et la Lune furent intensivement bombardées d'astéroïdes et de comètes. On pense généralement que l'eau et les substances organiques, nécessaires à l'éclosion de la vie, ont été apportées par les comètes. Après quelques centaines de millions d'années, ce bombardement s'est ralenti, bien que des corps massifs continuent de menacer notre planète. Pour s'en convaincre, nous n'avons qu'à observer la Lune. Formée en même temps que la Terre, elle s'en distingue toutefois par le fait que sa surface ne connaît plus de processus important de transformation depuis près de 3.8 milliards d'années et qu'aucun processus d'érosion n'y est présent. C'est donc dire que sa surface archive les impacts depuis ce temps, sous la forme de cratères de diverses dimensions. De simples jumelles nous permettent d'en distinguer des centaine. Les plus gros possèdent un piton ou une montagne en leur centre (appelé pointement central), formé par le rehaussement de la surface en contrecoup de l'impact, exactement comme un grosse goutte tombant à la surface de l'eau semble «rebondir».
On croit que la vie sur Terre a été fortement influencée par les collisions cosmiques. Par exemple, plusieurs spécialistes s'entendent pour dire que l'impact d'un corps de 10 km de diamètre il y a 65 millions d'années aurait provoqué la disparition des dinosaures. Cette hypothèse est fondée entre autres indices sur la présence d'une couche de sédiments riches en iridium, un métal très rare sur Terre, et datée de 65 millions d'années. Cet iridium proviendrait de l'astéroïde qui se serait écrasé à Chicxulub au Yucatan, formant un cratère de 180 km de diamètre. Au Québec, il existe au moins deux astroblèmes (cicatrices laissées par un impact météoritique) que l'on pense associés à des extinctions massives dans l'histoire de la vie sur Terre. L'astroblème de Charlevoix est un cratère érodé de 56 km de diamètre et dont le Mont des Éboulements constitue le pointement central. Il date de 360 millions d'années et l'impact dont il est issu pourrait avoir joué un rôle dans l'extinction massive de la fin de l'ère dévonienne. L'astroblème de Manicouagan, bien souligné par le réservoir hydroélectrique actuel, mesure 88 km de diamètre et date de 214 millions d'années. L'impact qui l'a créé à la fin de l'ère triassique a dû avoir des implications planétaires, les continents étant à l'époque tous rassemblés en un super-continent appelé Pangée.
Il existe toujours un danger de voir la Terre frappée par un objet assez massif pour provoquer un bouleversement majeur des conditions de la vie sur notre planète. En fait, on évalue à une chance sur 10,000 la probabilité qu'un corps de 2 km ou plus de diamètre heurte la Terre au cours des 100 prochaines années. Les principaux candidats pour une telle collision sont les astéroïdes qui croisent l'orbite de la Terre, appelés géocroiseurs, et les comètes qui pourraient nous arriver des confins du système solaire. La comète Hyakutake est passée à environ 15 millions de km de la Terre en mars 1996, soit près de 40 fois la distance Terre-Lune, un saut de puce à l'échelle du système solaire! L'astéroïde Toutatis possède une orbite allongée qu'il parcourt en près de quatre ans. Au point le plus rapproché de son orbite, il frôle littéralement la Terre. Ainsi, il nous a visité en 1992, 1996, nous visitera en 2000 et en 2004, alors qu'il nous ratera d'à peine 4 fois la distance Terre-Lune! Sur sa trajectoire de plus d'un milliard de kilomètres, il peut croiser beaucoup de corps susceptibles de modifier son orbite et d'ainsi provoquer une collision avec la Terre. C'est pourquoi on porte beaucoup d'attention aux orbites de Toutatis et d'autres astéroïdes géocroiseurs. On ne sait jamais, le ciel pourrait nous tomber sur la tête!
À l'aide de jumelles (7 ou 10X50) ou d'un petit télescope, faites l'inventaire des cratères que vous pouvez observer sur la surface lunaire. Choisissez la période du premier quartier, afin que l'éclairage solaire projette les ombres du relief sur la surface de la Lune. N'hésitez pas à faire des croquis. Quelles sont leurs formes? Quels sont ceux qui possèdent une montagne en leur centre (les plus gros, les plus petits)? Est-ce que certains semblent projeter des rayons sur la surface lunaire? On peut reproduire la forme de la plupart des cratères en utilisant des billes métalliques, de verre ou de bois que l'on laisse tomber dans un bol de farine recouverte d'une fine couche de poudre de cacao. Essayez différentes hauteurs de chute afin de faire varier les vitesses d'impact et répétez les mêmes expériences avec des billes métalliques (denses) et de bois (moins massives). Quels résultats obtenez-vous? Comment se comparent-ils avec les formes des cratères lunaires? Quelles conclusions pouvez-vous en tirer quant à la formation du relief lunaire?
Que s'est-il passé lorsque l'astéroïde de Chicxulub s'est écrasé? Les dinosaures se sont-ils éteints brutalement, d'un seul coup? Il est difficile d'établir exactement ce qui s'est passé, mais les indices que nous possédons et les simulations qui ont été réalisées nous permettent de dresser le scénario suivant. En plus d'un raz-de-marée important dans ses environs immédiats, l'impact de Chicxulub a d'abord dû provoquer un séisme de magnitude 12 à 13 (nous n'en avons connu que jusqu'à la magnitude 9...) qui a entraîné du volcanisme et des glissements de terrain sur terre et dans les océans. L'évidement du cratère a projeté de la roche en fusion ou vaporisée qui a provoqué un incendie planétaire. La poussière éjectée et la suie des incendies ont obscurci le ciel pendant plusieurs mois, bloquant les rayons du Soleil et provoquant un refroidissement général des températures, un véritable hiver planétaire.
Ces phénomènes entraînèrent la destruction de la plus grande partie de la végétation terrestre et aquatique. Les grands herbivores et les carnivores qui s'en nourrissaient, les animaux qui avaient de grands besoins énergétiques (en particulier ceux à sang froid, comme les grands reptiles), ne purent résister longtemps à de telles conditions. Les animaux qui pouvaient se nourrir de graines, de racines et d'une végétation anémique de même que les animaux capables de réduire leurs besoins énergétiques, d'hiberner, purent mieux s'adapter à ces conditions extrèmes. Dans les océans, une grande partie des espèces formant le plancton périt, et avec elles beaucoup d'espèces qui s'en nourrissaient. Au bout de quelques temps, l'augmentation du taux de gaz carbonique dans l'atmosphère, conséquence des incendies, de la décomposition des animaux morts et de la diminution de la photosynthèse des plantes (processus par lequel les plantes utilisent la lumière du soleil pour absorber le gaz carbonique et produire de l'oxygène) provoqua un effet de serre important. On estime que la température des océans augmenta de 8 pendant près de 5000 ans.
Les pluies acides et la destruction de la couche d'ozone affectèrent grandement l'équilibre des océans, détruisant une grande part de la faune et de la flore marine. Sur une période s'étendant de quelques mois à 10,000 ans après l'impact, la grande majorité des espèces vivantes disparut. Puis, les conditions s'améliorèrent, la photosynthèse des plantes retrouva une plus grande efficacité, et la vie reprit le dessus après une éclipse partielle de près de 40,000 ans. L'extinction de masse de la fin du Crétacé a éradiqué les dinosaures et a ainsi permis aux mammifères de prospérer jusqu'à aujourd'hui. Mais il aurait pu en être autrement.
Toutes les espèces vivantes sont interdépendantes, et leur équilibre est fragile. Si l'impact avait été plus important, les dommages à l'environnement aurait pu être permanents, entraînant la disparition définitive de toute vie. Le météoroïde de Chicxulub n'avait que 10 km de diamètre. On calcule que l'impact d'un corps de 100 km détruirait complètement la vie sur Terre... raison de plus de tourner nos regards vers l'espace!
Toutes les espèces vivantes sont interdépendantes : la santé des unes garantit celle des autres. Ainsi, nous, les humains, au sommet de la chaîne alimentaire, devons notre survie aux espèces animales et végétales desquelles nous nous nourrissons et que nous utilisons à d'autres fins, pour nous vêtir ou nous chauffer, par exemple.
En classe, il est possible de réaliser une expérience par la pensée qui permettra de bien comprendre cette interdépendance. Commencez par énumérer toutes les espèces vivantes dont nous nous nourrissons ou que nous utilisons pour notre survie. S'il s'agit d'espèces animales, de quoi se nourrissent-elles? Quelles sont les conditions nécessaires pour que les plantes croissent? Imaginez ensuite le bouleversement de notre environnement selon le scénario exposé plus haut.
Quelles espèces seraient détruites par le froid et par l'obscurité? Quelles espèces verraient leurs sources de nourriture disparaître? Au bout d'un certain temps, quelles sont les espèces qui survivraient et prospéreraient? Est-ce que l'être humain pourrait survivre? De façon complémentaire, on peut se demander en quoi les dommages environnementaux causés par les activités humaines ressemblent aux conséquences d'une collision cosmique. Notre planète et les formes de vie qui la peuplent sont bien fragiles. Quels moyens pouvons-nous prendre pour les protéger?