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Marée sur terre

  1. Lansberg

    Date d'inscription
    mai 2014
    Messages
    1 330

    Re : Marée sur terre

    La distance Terre-Lune aurait été de l'ordre de 250 000 km il y a 4 milliards d'années.
    L'éloignement de la Lune est consécutif au ralentissement de la période de rotation de la Terre sur elle-même à cause des marées océaniques. Le moment cinétique total du système Terre-Lune se conserve. Le moment cinétique de rotation de la Terre diminuant et celui de la Lune restant constant, il faut que le moment cinétique de révolution de la Lune autour de la Terre augmente, et pour cela, la distance entre la Terre et la Lune doit augmenter (des détails plus mathématiques ici : http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/htm...LuneApprof.htm).

    -----

     


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  2. Geb

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    3 563

    Re : Marée sur terre

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Si je me souviens bien (à vérifier donc), à l'Archéen (>2,5 milliards d'années), la Lune étant significativement plus proche de la Terre qu'actuellement, elle créait des marées plus de 10× plus élevées en milieu océanique, et des marées de plusieurs centaines de mètres sur les côtes adéquates; en accord avec l'approximation donnée par jackniklaus. Ces marées devaient donc inonder des centaines de kilomètres de continents avant de repartir en arrière, toutes les 8h...
    J'ignore quelles sont tes sources mais elles semblent dépassées aux vues des estimations distillées par Varga et al. (2006) :

    [...] 3.9 Ga ago, the Earth–Moon distance was about 320,500 km and the length of the day was about 16.8 h.
    Il y a 3,9 milliards d'années, on est au début de l'Archéen et si les estimations de Peter Varga et collaborateurs sont correctes, il n'y a pas de quoi "inonder des centaines de kilomètres de continents". Qu'en penses-tu ?

    Cordialement.
     

  3. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    อาณาจักรล้านนา
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    Re : Marée sur terre

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    J'ignore quelles sont tes sources mais elles semblent dépassées aux vues des estimations distillées par Varga et al. (2006) :
    Juste des souvenirs .

    Pour les 8h, c'est correct en terme de maree (journee de 16h) qui ne me semble pas etre une vue extreme.
    Pour l'intensite, curieusement, ce commentaire n'en dit rien. J'ai un souci avec cette distance Terre-Lune de 320500 km. Avec une relation lineaire de l'eloignement (et je suis a peu pres certain* que ce n'est pas lineaire, mais que cela se ralenti), on a 384000km actuellement, avec une eloignement de 3,8cm/an; cela nous donne 150000km sur 3,9 milliards d'annees, ce qui rend la Lune beaucoup plus proche que 320000km.

    *Peut etre fais-je une erreur, mais j'ai du mal a voir comment cette distance pourrait etre considerablement plus grande que 234000km au debut de l'Archeen.


    Il y a 3,9 milliards d'années, on est au début de l'Archéen et si les estimations de Peter Varga et collaborateurs sont correctes, il n'y a pas de quoi "inonder des centaines de kilomètres de continents". Qu'en penses-tu ?
    J'ai un doute sur le fait que des "centaines de kilometres" soit possible et imagine plutot qu'un equilibre s'installe au milieu de ces zones intertidales particulierement larges.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 15/01/2018 à 03h17.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)
     

  4. Geb

    Date d'inscription
    novembre 2005
    Messages
    3 563

    Re : Marée sur terre

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Pour les 8h, c'est correct en terme de marée (journée de 16h) qui ne me semble pas être une vue extrême.
    Sauf erreur de ma part, c'est très différent d'évoquer une durée du jour de 16h il y a 2,5 milliards d'années et la même durée ou presque (~17h) il y a 3,9 milliards d'années. Or, c'est bien ce qu'estime le papier de Varga et collaborateurs.

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Pour l'intensité, curieusement, ce commentaire n'en dit rien. J'ai un souci avec cette distance Terre-Lune de 320500 km. Avec une relation linéaire de l'éloignement (et je suis à peu près certain* que ce n'est pas linéaire, mais que cela se ralenti), on a 384000 km actuellement, avec une éloignement de 3,8 cm/an; cela nous donne 150000 km sur 3,9 milliards d'années, ce qui rend la Lune beaucoup plus proche que 320000 km.
    La vitesse d’éloignement de la Lune ne semble pas avoir tellement évolué ces 250 derniers millions d’années. Or, si on imagine qu’il a toujours été similaire à l'éloignement mesuré depuis les missions Apollo (King et al., 1976), on en arrive par le calcul, a une collision de la Terre avec la Lune il y 1,5 milliards d’années (voir par exemple Walker & Zahnle, 1986), ce qui n’est pas cohérent avec l’âge de cristallisation des roches lunaires mesurées grâce aux échantillons de roches ramenés par les missions Apollo.

    Les données paléontologiques les plus fiables dont disposent les spécialistes émanent de l’étude des formations de Weeli Wolli datée d’il y a ~2,45 milliards d’années, de Big Cottonwood Canyon datée d’il y a ~900 millions d’années et de Elatina et Reynella Silstone datée d’il y a ~620 millions d’années.

    -620 Ma (Elatina & Reynella Siltstone, Australie) : 21,9 ± 0,4 heures,
    -900 Ma (Big Cottonwood Canyon, Utah) : ~20,9 heures,
    -2,45 Ga (Weeli Wolli, Australie) : 17,1 à 18,9 heures.

    De ces quelques données plus ou moins fiables, Varga et collaborateurs tirent une durée du jour à -3,9 Ga de 15 à 17 heures.

    Quoi qu'il en soit, on a encore beaucoup de choses à apprendre quant au scénario précis de formation de notre satellite naturel, puisqu'apparemment, il y a quelques petits détails qu'on ne s'explique pas :

    - Impact Origin of the Moon? (Asphaug, 2014)

    Earth formed in a series of giant impacts, and the last one made the Moon. This idea, an edifice of post-Apollo science, can explain the Moon’s globally melted silicate composition, its lack of water and iron, and its anomalously large mass and angular momentum. But the theory is seriously called to question by increasingly detailed geochemical analysis of lunar rocks. Lunar samples should be easily distinguishable from Earth, because the Moon derives mostly from the impactor Theia in standard models of the theory. But lunar rocks are the same as Earth in O, Ti, Cr, W, K, and other species, to measurement precision. Some regard this as a repudiation of the theory; others say it wants a reformation. Ideas put forward to salvage or revise it are evaluated, alongside their relationships to past models and their implications for planet formation and Earth.
    Ces détails géochimiques "fâcheux" pour le modèle actuel de l'impact géant (qui date quand même des années 1970) ont conduit quelques chercheurs à changer substantiellement les scénarios :

    - Making the Moon from a Fast-Spinning Earth: A Giant Impact Followed by Resonant Despinning (Ćuk & Stewart, 2012)
    - Lunar accretion from a Roche-interior fluid disk (Salmon & Canup, 2012)
    - Forming a Moon with an Earth-like Composition via a Giant Impact (Canup, 2012)

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    *Peut-être fais-je une erreur, mais j'ai du mal à voir comment cette distance pourrait être considérablement plus grande que 234000 km au début de l'Archéen.
    Franchement, la littérature est assez contradictoire sur le sujet.

    Au tout début de l'histoire de la Terre, la formation du noyau terrestre serait apparemment de nature à affecter sérieusement l'éloignement de la Lune au fil du temps :

    - Length of the day and evolution of the Earth's core in the geological past (Denis et al., 2011)

    Cordialement.
     

  5. bastidien

    Date d'inscription
    juin 2015
    Messages
    60

    Re : Marée sur terre

    Bonsoir,
    merci à lansberg pour votre réponse et votre lien, mais j'ai un niveau d’étude qui me permet pas de comprendre les formules mathématiques, donc dans un avenir lointain la lune sortiras t'elle de l’attraction terrestre ?
    Et j'ai du mal à comprendre comment des marées peuvent ralentir la rotation d'une planète, si je peut avoir des explications très vulgarisées...
    En vous remerciant par avance pour vos réponses
     


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  6. Geb

    Date d'inscription
    novembre 2005
    Messages
    3 563

    Re : Marée sur terre

    Citation Envoyé par bastidien Voir le message
    [...] donc dans un avenir lointain la lune sortira-t-elle de l’attraction terrestre ?
    Non. Le Soleil aura largement le temps d'entrée en phase géante rouge avant que la Lune ne sorte de l'attraction terrestre.

    Citation Envoyé par bastidien Voir le message
    Et j'ai du mal à comprendre comment des marées peuvent ralentir la rotation d'une planète, si je peux avoir des explications très vulgarisées...
    En 1749, l'astronome britannique Richard Dunthorne (1711-1775) a passé en revue les recueils d'éclipses modernes et anciennes afin de tester la suggestion qu'un autre astronome britannique, le célèbre Edmund Halley (1656-1742), fit en 1695, selon laquelle le mouvement de la Lune autour de son orbite subissait une accélération graduelle. À l'issue de ce travail, Richard Dunthorne a effectivement conclu à ce qu'on a appelé une « accélération séculaire » (« séculaire » devant être compris ici dans le sens « toujours dans la même direction ») du mouvement de la Lune, qui a été confirmé par de nombreux autres astronomes par la suite.

    Au tout début du XIXe siècle, les premiers calculs théoriques de l’astronome et mathématicien français Pierre-Simon de Laplace (1749-1827) tentèrent d’expliquer cette accélération par une combinaison de l’action du Soleil sur la Lune et de la variation de l’excentricité de l’orbite terrestre. Or, ces calculs semblaient donner une accélération séculaire en bon accord avec les observations, l’idée que Laplace avait essentiellement résolu la question était donc largement partagée.

    C'est ainsi que Laplace écrit dans son livre « Mécanique céleste » (tome 5, page 362) : « Il est donc certain que, depuis Hipparque, la durée du jour n'a pas varié d'un centième de seconde ». Puis il ajoute : « Si par des causes quelconques inconnues cette durée éprouvait quelque altération sensible, on le reconnaîtrait par le mouvement de la Lune, dont les observations, d'ailleurs si utiles, acquièrent par cette considération une nouvelle importance ».

    Mais en 1859, l'astronome britannique John Couch Adams (1819-1892) remarqua une erreur dans les calculs de Laplace. L’influence du Soleil telle qu’envisagée par Laplace n’était pas suffisante. Il entreprit donc de réviser ces calculs et pu établir que les raisons invoquées 50 ans plus tôt par Laplace n’expliquaient que la moitié de l’accélération séculaire observée.

    En fait, on trouve dès 1754, chez le philosophe allemand Emmanuel Kant (1724-1804) la solution de ce problème, c’est-à-dire la possibilité que l’effet des marées dû à l’attraction gravitationnelle lunaire (et solaire d’ailleurs) puisse ralentir la rotation de la Terre sur elle-même. Cela dit, les premières déterminations quantitatives de cet effet (celles de l’Allemand J. Robert Mayer en 1848 et de l’Américain William Ferrel en décembre 1864 en particulier) donnaient des résultats beaucoup trop élevés.

    C’est dans ce contexte que l’astronome et mathématicien français Charles-Eugène Delaunay (1816-1872), ayant auparavant confirmé les calculs d’Adams, a été un des premiers savants à proposer une approximation quantitative correcte du phénomène des marées, comme étant de nature à freiner suffisamment la période de rotation de la Terre sur elle-même et à accélérer dans le même temps la période de révolution de la Lune.

    C'est seulement après ces premières considérations théoriques qu'on assiste à la publication des premières hypothèses scientifiques sur la formation de la Lune (Édouard Roche en 1873, George Darwin en 1878, etc.).

    Pour les passionnés d’histoire des sciences, cet article est disponible en intégralité sur Gallica :

    - Charles-Eugène Delaunay (11 décembre 1865). "Sur l'existence d'une cause nouvelle ayant une influence sensible sur la valeur de l'équation séculaire de la Lune", Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des Sciences, Tome 61, n° 24, pages 1023-1032.

    Morceau choisi :

    […] On sait que la Lune, par son action sur les eaux de la mer, détermine dans ces eaux un mouvement d’oscillation qui constitue le phénomène des marées. Le Soleil concourt à la production de ce phénomène ; mais je n’en parlerai pas afin d’éviter une complication inutile. La forme de la surface de la mer changeant ainsi continuellement, il en résulte que l’action de la Lune sur la masse entière de la Terre (en y comprenant les eaux de la mer) est à chaque instant un peu différente de ce qu’elle serait si le phénomène des marées n’existait pas ; en cherchant à se rendre compte de la différence, on reconnaît qu’elle consiste principalement en un couple qui agit constamment sur la Terre, en sens contraire de son mouvement de rotation, d’où résulte nécessairement une diminution progressive de la vitesse angulaire du globe terrestre. C’est ce que je vais tâcher de faire comprendre.

    Imaginons d’abord que la Terre soit entièrement recouverte par les eaux de la mer. En vertu de l’action de la Lune, les eaux tendent à s’élever au-dessus de leur niveau moyen, dans les deux régions opposées situées aux extrémités du diamètre terrestre qui est dirigé vers le centre de la Lune. […]
    Je vous suggère de lire ces quelques pages de texte (en fermant tout simplement les yeux sur les quelques formules mathématiques) et de revenir vers nous si vous avez d’autres questions.

    Pour une version encore plus accessible, il y a l’épisode 2 de la saison 4 de la série documentaire américaine « Les mystères de l’Univers » (ou simplement The Universe en version originale sur History Channel) :

    - Le jour où la Lune disparaît (particulièrement le passage de 19′26″ à 20′25″ dans la vidéo)

    Cordialement.
    Dernière modification par Geb ; 16/01/2018 à 05h08.
     

  7. bastidien

    Date d'inscription
    juin 2015
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    Re : Marée sur terre

    Bonsoir,
    Merci d'avoir pris le temps de me répondre aussi longuement ainsi que pour vos liens, mon problème de compréhension étais dut à un oubli de ma part : le facteur temps, une action infime sur une longue durée auras forcement des effets notoires.
    Cordialement
     

  8. andretou

    Date d'inscription
    août 2009
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    Re : Marée sur terre

    Citation Envoyé par jacknicklaus Voir le message
    En 1ère approximation, l'effet de marée varie comme l'inverse du cube de la distance Terre-Lune.
    Pourrais-tu STP expliquer pourquoi l'effet de marée varie comme l'inverse du cube de la distance, et non pas comme l'inverse du carré de la distance ?
    En effet, la force gravitationnelle étant inversement proportionnelle au carré de la distance, alors si la lune est 2 fois plus proche => la force exercée par la Lune sur la Terre est 4 fois plus forte, donc la masse d'eau déplacée est 4 fois plus importante, non ?...
    Bon, le connaissable, c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?
     

  9. Lansberg

    Date d'inscription
    mai 2014
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    1 330

    Re : Marée sur terre

    Bonsoir,

    parce que l'effet de marée est un effet d'attraction différentielle. Le calcul différentiel de l'accélération due à la Lune, fait apparaître le cube de la distance Terre-Lune au dénominateur. Un cours document explicatif ici : http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/htm...reeEnBref.html
     

  10. andretou

    Date d'inscription
    août 2009
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    961

    Re : Marée sur terre

    Citation Envoyé par Lansberg Voir le message
    Bonsoir,

    parce que l'effet de marée est un effet d'attraction différentielle. Le calcul différentiel de l'accélération due à la Lune, fait apparaître le cube de la distance Terre-Lune au dénominateur. Un cours document explicatif ici : http://www.ac-nice.fr/clea/lunap/htm...reeEnBref.html
    Merci Lansberg. Donc si la Lune était moitié moins éloignée, les marées seraient 8 fois plus intenses/massives ? C'est correct ?
    Bon, le connaissable, c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?
     

  11. Lansberg

    Date d'inscription
    mai 2014
    Messages
    1 330

    Re : Marée sur terre

    Oui. Et on peut avoir un ordre de grandeur du bourrelet c'est à dire de la déformation maximale de l'eau en appliquant la relation suivante : 2 x ML/MT x (R/d)^3 x R
    MT = masse de la Terre ; ML = masse de la Lune. On a MT = 81,3 ML
    R = rayon terrestre = 6370 km
    d = distance Terre-Lune.
    Bien sûr, le Soleil intervient également.
     


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