Si la gravité de la terre était plus faible
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Si la gravité de la terre était plus faible



  1. #1
    newfrench

    Si la gravité de la terre était plus faible


    ------

    Bonjour,
    C'est une question que je me suis souvent posée: tout le reste étant identique, si la gravité etait plus faible, aurait on eu une autre nature?
    Par exemple, les arbres hauts et denses existeraient moins?
    Je suppose que les arbres se développent en fonction des contraintes auxquelles ils sont soumis.

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Salut,

    Citation Envoyé par newfrench Voir le message
    Par exemple, les arbres hauts et denses existeraient moins?
    Au contraire, avec une gravité plus faible ils auraient probablement tendance à pousser beaucoup plus haut (puisque la gravité est plus facile à "vaincre")
    (tout comme il pourrait y avoir des montagnes plus grande, sur Mars le volcan olympus mons fait 22.5 km de haut, l'Everest n'a plus qu'à se rhabiller )

    Citation Envoyé par newfrench Voir le message
    Je suppose que les arbres se développent en fonction des contraintes auxquelles ils sont soumis.
    Dans les époques favorables (comme le crétacé) il y aurait pu y avoir aussi de dinosaures encore plus grand.

    Oui, bien sûr, ceci dit, à part ce genre de raisonnement simples, il est assez difficile de spéculer sur la manière dont la vie évoluerait dans des circonstances différentes.

    Dans cette excellente trilogie : https://fr.wikipedia.org/wiki/La_Trilogie_de_Mars
    l'auteur, bien que ce soit des romans, s'est sérieusement documenté (la description de la chute de la station spatiale reliée par un ascenseur spatial, c'est impressionnant)
    et tout les aspects scientifiques sont extrêmement crédibles.
    Et de fait dans le troisième tome il décrit les martiens (des descendants des premiers colons) comme étant nettement plus grand.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    newfrench

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Merci deedee, je vais aller lire le site que tu as référencé. Je me disais, si on veut établir sur la lune une base et que l'on veut faire pousser des plantes, on peut recréer une zone avec une terre equivalente, une température équivalente et tous les paramètres que l'on peut maitriser. Or sur la lune la gravité y est plus faible. Est ce que ce parametres là influencerait le type de plante à faire pousser?

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par newfrench Voir le message
    Merci deedee, je vais aller lire le site que tu as référencé. Je me disais, si on veut établir sur la lune une base et que l'on veut faire pousser des plantes, on peut recréer une zone avec une terre equivalente, une température équivalente et tous les paramètres que l'on peut maitriser. Or sur la lune la gravité y est plus faible. Est ce que ce parametres là influencerait le type de plante à faire pousser?
    Je ne crois pas que cela aie une importance majeure (faut juste qu'il y ait un peu de gravité, en apesanteur les organismes pluricellulaires se développent assez mal, et même pour les plus complexes ça conduit à une fausse couche. Les humains ne pourraient pas concevoir avec au moins les premiers mois de grossesse en apesanteur, une fois l'embryon bien développé c'est moins problématique).

    Dans seul sur Mars il fait pousser des patates (et la gravité n'y est pas tellement plus grande que sur la Lune !) Mais bon, c'est un film (avec d'ailleurs là quelques jolies imprécisions scientifiques)
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    ThM55

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Pour les animaux ou les arbres, il existe des raisonnements simples de similitudes qu'on peut utiliser pour ce genre de spéculation. On peut dire par exemple que la surface S d'un animal est grosso modo proportionnelle au carré des ses dimensions linéaires: , ce qui aura des conséquences sur la conservation de sa température. Cela signifie plus précisément que si deux animaux très semblables (de même forme et constitution interne) existent avec des tailles L et 2L, le second de taille 2L aura une surface 4 fois plus grande que le premier. De même pour la masse, qui va comme le cube des dimensions: . Là il faut aussi supposer que la constitution biologique (qui détermine la densité) des deux animaux est la même. On a des exemples parmi les mammifères: la souris, le chien, le cheval, l'éléphant,... et on peut aisément vérifier ces relations sur des diagrammes log-log.

    Galilée avait déjà étudié la question de la résistance des os des mammifères et s'est demandé quelle loi d'échelle en détermine la taille. Je vais essayer de reconstituer son raisonnement de mémoire (à comparer avec son texte). Le propre poids de l'animal, qui est proportionnel à sa masse (c'est g.M), crée une pression dans l'os proportionnelle à M/S. L'os se casse si pour une constitution matérielle égale, cette pression (ainsi que les efforts de cisaillement associés pendant le mouvement) dépasse une certaine limite. Donc si on fait croître la taille de l'animal, il faut maintenir une pression M/S à peu près constante. On a deux longueurs dans le problème: la longueur des membres L et le diamètre de l'os D. S est proportionnel au carré de D () et M à L^3. Si M/S doit rester contant, on voit qu'on doit maintenir une relation donc . Autrement dit, les os doivent croître plus vite en proportion que les dimension linéaires de l'animal. Un grand animal a des os proportionnellement plus larges. On voit bien que cela va imposer une limite car les os ne peuvent pas croître indéfiniment en diamètre au détriment du reste du corps. Cela impose une taille maximale pour les mammifères. Par exemple si on décide que D ne peut pas dépasser L/2 car on imagine mal des os trop larges, cela rendrait les déplacement difficiles et rendraient l'animal peu apte à la survie. Cela donne une relation de la forme (k est le facteur de proportionnalité pour D que cette théorie ne fixe pas, il peut être empirique). Un peu d'algèbre et cela donne un L-maximum:

    Maintenant, pour revenir à la question, si la gravité diminue sur terre, par exemple si elle est divisée par un facteur f, que se passe-t-il? C'est le g qui est divisé par f, on obtient g'=g/f, la masse restant la même et donc la force est divisée par f. Cela crée simplement un rapport M/S plus petit pour un S donné. Pour ne pas dépasser la limite de résistance on peut maintenant tolérer un S plus petit pour une même masse: on a d'où .

    Cependant, on conserve la relation liant S (ou D^2) à L et on voit que ce qui change, c'est le facteur empirique k: il est divisé par f. Donc en fin de compte, la taille maximale des animaux peut croître d'un facteur . Donc la diminution de la gravité, toutes autres choses restant égales, permettra d'avoir des animaux (ou des arbres ou même des insectes et des araignées) plus grands et aussi proportionnellement plus fins.

    NB: tout cela sans relecture; je relirai demain et corrigerai éventuellement.
    Dernière modification par ThM55 ; 21/02/2024 à 17h04.

  7. #6
    Cendres
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais bon, c'est un film (avec d'ailleurs là quelques jolies imprécisions scientifiques)
    C'est tout le chrme d'un film à aspects scientifiques pour moi...euh...à condition que les personnes les visionnant soient au courant.
    N'a de convictions que celui qui n'a rien approfondi (Cioran)

  8. #7
    sunyata

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    Donc la diminution de la gravité, toutes autres choses restant égales, permettra d'avoir des animaux (ou des arbres ou même des insectes et des araignées) plus grands et aussi proportionnellement plus fins.
    Si la gravité sur Terre diminuait, toute chose ne resterait pas égale par ailleurs :

    Les particules atmosphériques auraient une vitesse d'échappement plus faible. Cela pourrait entraîner une fuite plus importante des gaz atmosphériques dans l'espace, notamment des éléments légers tels que l'hydrogène et l'hélium. Avec une fuite accrue des gaz atmosphériques légers, la composition de l'atmosphère terrestre pourrait changer. Cela pourrait affecter la concentration d'oxygène et d'autres gaz essentiels à la vie.

    Mars n'a pas conservé d'atmosphère en raison d'une gravité trop faible.

    Une perte d'atmosphère pourrait entraîner une diminution de la pression atmosphérique à la surface de la Terre. Cela pourrait avoir des conséquences sur les processus météorologiques, sur la vie des organismes terrestres et sur la stabilité du climat.

    Une atmosphère plus mince offrirait une protection moindre contre les radiations cosmiques provenant de l'espace. Cela pourrait avoir des effets néfastes sur la santé des organismes vivants, y compris des risques accrus de cancer et d'autres maladies liées à l'exposition aux radiations.

    Cordialement
    Dernière modification par sunyata ; 22/02/2024 à 10h31.

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Salut,

    Citation Envoyé par sunyata Voir le message
    Si la gravité sur Terre diminuait, toute chose ne resterait pas égale par ailleurs :
    C'est clair mais le but étant de voir uniquement les effets de cette gravité plus faible c'est important de le préciser.

    Mais tes remarques sur l'atmosphère sont très pertinentes. Ca fait justement parties de ces effets.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    Bounoume

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    je rajoute un autre problème:
    comme il y a lien entre la gravité, la masse de l'atmosphère, et la pression du mélange des gaz atmosphériques..... si la gravité est plus faible, la pression atmosphérique au niveau du sol doit être plus faible.....
    Avec une influence sur la respiration (animaux...et végétaux....) et limitation de la tolérance à l'effort des animaux, circulation sanguine devenant insuffisante pour oxygéner les cellules: au-dessous d'un certain seuil, disparition des gros animaux.... même si la "Fi O2" * passe de 25% à près de 100% , ce qui est très improbable de façon non artificielle...... Entre les deux, pour étendre le domaine de survie, il y a des mécanismes de compensation: par exemple la polyglobulie (des hommes habitant à haute altitude toute l'année, et aussi... des taupes.... qui respirent l'air appauvri en oxygène de leurs galeries mal ventilées


    * Fi O2 : % d'oxygène en volume de l'air inspiré : https://www.sciencedirect.com/scienc...6184252100173X
    rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant.... (Pierre Dac...)

  11. #10
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par sunyata Voir le message
    Si la gravité sur Terre diminuait, toute chose ne resterait pas égale par ailleurs :
    Beaucoup de choses, et l'atmosphere devient alors un possible effet secondaire dans l'histoire de la Terre primordiale.
    A noter qu'on compare toujours a Mars, mais on peut egalement comparer a Titan si on veut demontrer l'effet inverse...donc y'a pas que la gravité qui compte

    Mais comme Deedee81 et le premier message le font remarquer, il s'agit des effets sur la nature (a comprendre ici il semblerait comme biosphere) sinon, on ne s'en sort pas.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    A noter qu'on compare toujours a Mars, mais on peut egalement comparer a Titan si on veut demontrer l'effet inverse...donc y'a pas que la gravité qui compte
    En espérant ne pas dire de bêtise, pour Titan c'est la température extrêmement basse (et une gravité pas trop négligeable) qui a joué non ?
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par sunyata Voir le message
    Mars n'a pas conservé d'atmosphère en raison d'une gravité trop faible.
    Faux, mais sa concentration est très faible.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  14. #13
    MissJenny

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par ThM55 Voir le message
    Donc la diminution de la gravité, toutes autres choses restant égales, permettra d'avoir des animaux (ou des arbres ou même des insectes et des araignées) plus grands et aussi proportionnellement plus fins.
    ce qui n'est pas évident à deviner, c'est si des tailles plus grandes, permises par la physique, auraient été sélectionnées. Tout ce qui est possible n'est pas nécessairement réalisé.

  15. #14
    pm42

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par MissJenny Voir le message
    ce qui n'est pas évident à deviner, c'est si des tailles plus grandes, permises par la physique, auraient été sélectionnées. Tout ce qui est possible n'est pas nécessairement réalisé.
    C'est intéressant et en effet, le gigantisme a été plus répandu que maintenant sur Terre dans le passé à gravité égale pourtant.

  16. #15
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Salut,

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    C'est intéressant et en effet, le gigantisme a été plus répandu que maintenant sur Terre dans le passé à gravité égale pourtant.
    Ca dépend en effet de plusieurs facteurs. Tiens, il y a justement eut un article sur le sujet (les animaux terrestres les plus grands) dans PLS d'octobre :

    https://www.pourlascience.fr/sd/pale...ises-25760.php
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  17. #16
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par MissJenny Voir le message
    ce qui n'est pas évident à deviner, c'est si des tailles plus grandes, permises par la physique, auraient été sélectionnées. Tout ce qui est possible n'est pas nécessairement réalisé.
    En effet. Le milieu océanique est sans doute le plus evident. La gravité peut ne jouer un role que si c'est nécessaire,...et pourtant ce sont pour les organismes ou les effets de la gravité sont incontournables (les mammiferes marins (ou reptiles dans le passé)) que les tailles les plus importantes ont été atteintes.

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  18. #17
    sunyata

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par pm42 Voir le message
    C'est intéressant et en effet, le gigantisme a été plus répandu que maintenant sur Terre dans le passé à gravité égale pourtant.
    L'atmosphère du Jurassique contenait environ 35% d'oxygène, contre 21% aujourd'hui. Cela favorisait la croissance des animaux, car l'oxygène est essentiel à la production d'énergie.



  19. #18
    pm42

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par sunyata Voir le message
    L'atmosphère du Jurassique contenait environ 35% d'oxygène, contre 21% aujourd'hui. Cela favorisait la croissance des animaux,[COLOR=#1F1F1F] car l'oxygène est essentiel à la production d'énergie.
    Oui et ? On en revient à ce qu'on disait : la gravité n'est pas déterministe sur la taille des créatures vivantes qui est multifactorielle.

  20. #19
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Ou, ça va dans le sens de ce qu'on disait.

    Mais j'ai une question peut-être idiote : comment sais-ton qu'il y avait 35% ?
    (pas les carottes de glace, trop ancien, les sédiments peut-être ?)
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  21. #20
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    je m'auto-répond :

    oui par l'analyse de la composition des sédiments. Il y avait justement eut un article de Laurent dans Futura sur ça
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  22. #21
    ThM55

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par MissJenny Voir le message
    ce qui n'est pas évident à deviner, c'est si des tailles plus grandes, permises par la physique, auraient été sélectionnées. Tout ce qui est possible n'est pas nécessairement réalisé.
    Bien sûr! Cela dépend aussi d'une multitude d'autres facteurs, comme le climat, les sources de nourriture, l'environnement, des phénomènes de co-évolution, le pur hasard des mutations, etc etc. Mon calcul ne concerne que la question de la simple possibilité physique. Le fait est que des animaux terrestres énormes ont existé et ont disparu, mais leur existence était tout de même soumise à des contraintes physiques que nous pouvons deviner. Le plus grand animal vivant actuellement sur terre est la baleine bleue. De fait, c'est un animal marin qui n'est pas soumis aux mêmes contraintes de pression et de contraintes et aucun animal terrestre de cette taille n'est connu à part peut-être une ou deux espèces de sauropode dont la taille est connue (du même ordre que le rorqual bleu) mais dont la masse ne peut-être qu'estimée.

  23. #22
    samydread

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    pour la taille des montagnes ça va être davantage liée l'érosion et la tectonique des plaques et au volcanisme ... pour les volcans.

    Je ne sais pas où est prise la cote 0 sur Mars, mais si on prend un cote 0 sur Terre à -5km qui est en gros le niveau du plancher océanique, l'Everest est moins ridicule avec du coup 14 km de hauteur.

    Sur Mars il fait sec donc l'érosion est presque nulle.

    Quelle serait l'influence de la gravité sur l'érosion? Difficile à dire vu tous les paramètres en jeu

  24. #23
    pm42

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par samydread Voir le message
    pour la taille des montagnes ça va être davantage liée l'érosion et la tectonique des plaques
    C'est en fait une combinaison de facteurs et la gravité joue un rôle non négligeable.
    Voici un lien mais on trouve pas mal d'informations ailleurs aussi : https://trustmyscience.com/pourquoi-...nt-de-grandir/

  25. #24
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Salut,

    Par exemple l'Everest grandit encore mais n'ira pas beaucoup plus haut car c'est le socle qui s'enfonce.
    Mais sur Vénus de taille comparable y a quand même une montagne de 11000 m (par rapport à un niveau de référence 4000 m plus haut que le point le plus bas, on prend comme "zéro" le niveau moyen)
    Et je présume qu'Olympus Mons aurait pu être encore plus grand mais ça, c'est à confirmer.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  26. #25
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par samydread Voir le message
    pour la taille des montagnes ça va être davantage liée l'érosion et la tectonique des plaques et au volcanisme ... pour les volcans.
    La hauteur des montagnes est liees aux forces tectoniques, la rheologie et l'erosion.
    Le facteur essentiel de l'erosion, c'est la gravite. L'eau aide en partie pour l'alteration mecanique et chimique mais surtout pour le transport.

    Je ne sais pas où est prise la cote 0 sur Mars, mais si on prend un cote 0 sur Terre à -5km qui est en gros le niveau du plancher océanique, l'Everest est moins ridicule avec du coup 14 km de hauteur.
    La cote 0 sur Mars est le point triple de l'eau.

    Sur Mars il fait sec donc l'érosion est presque nulle.
    en moyenne, 10cm/My
    Voir la discussion ici: https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post7178531

    Quelle serait l'influence de la gravité sur l'érosion? Difficile à dire vu tous les paramètres en jeu
    Bof, il y a de tres nombreux articles scientifiques sur la caracteristation de la surface des orogenes sur base de tres nombreux parametres, dont la gravite et ces effets sur l'erosion et d'autres processus crustaux qui n'ont rien a voir avec l'erosion.

    Comme je l'ai ecrit plus haut. Si on se limite a un cadre restreint de l'influence de la gravité sur les organismes vivants, ca va. Si on essaie de conceptualiser a quoi ressemblerait la Terre (dans son ensemble) si la gravité était plus faible....il faut faire appel a beaucoup, beaucoup plus de connaissances vu que la formation de la Terre elle-meme est lié a l'intensité de la force gravitaire (et l'inverse également )

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 27/02/2024 à 17h24.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  27. #26
    MissJenny

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Le facteur essentiel de l'erosion, c'est la gravite. L'eau aide en partie pour l'alteration mecanique et chimique mais surtout pour le transport.
    l'érosion est liée à la gravité mais pas forcément à la valeur de la gravité. Enfin il n'est pas évident que sur une planète à la gravité moindre l'érosion serait moindre toutes choses égales par ailleurs. Je dirais que l'érosion est plus liée à la pente.

    si la gravité sur la Terre était plus petite c'est que la Terre elle-même serait plus petite. Ca aurait sûrement des répercussions sur la tectonique des plaques, j'imagine qu'on doit pouvoir l'étudier, puisqu'on sait modéliser la dynamique du manteau.

  28. #27
    pm42

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par MissJenny Voir le message
    si la gravité sur la Terre était plus petite c'est que la Terre elle-même serait plus petite
    Est ce obligatoire ? Est qu'une planète ne pourrait pas faire la taille de la Terre mais avec une densité et donc une masse plus faible ?

  29. #28
    MissJenny

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    j'ai l'impression que la gamme de densités des roches n'est pas très large (entre 2.5 et 5t/m^3 ? TK pourra préciser).

  30. #29
    pm42

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    Citation Envoyé par MissJenny Voir le message
    j'ai l'impression que la gamme de densités des roches n'est pas très large (entre 2.5 et 5t/m^3 ? TK pourra préciser).
    Cela suffirait pour le bas de l'échelle à avoir une gravité 2 fois plus faible que celle de la Terre qui est à 5,51 t/m³.

  31. #30
    MissJenny

    Re : Si la gravité de la terre était plus faible

    j'étais donc à côté de la plaque pour les densités. On trouve sur internet pour les planète qu'on connaît des densités variant entre 3.3 (la Lune) et 5.5 (la Terre), je ne compte pas les planètes gazeuses. Donc pas une grande gamme de densités, mais ça n'est jamais que ce qui est observé, et pas ce qui est possible.

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