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La Terre est une planète rocheuse du système solaire.
La Terre est une planète rocheuse du système solaire.
Séance 2: Une planète habitable
Séance 2: Une planète habitable
Mise en situation et recherche à mener
Mise en situation et recherche à mener
Dans les échantillons de sol prélevés au cours de son premier forage sur Mars en février 2013, le rover Curiosity a découvert des éléments chimiques indiquant que la planète rouge a constitué par le passé un milieu habitable pour des micro-organismes.
On cherche à déterminer des caractères qui distinguent la Terre des autres planètes internes et qui ont permis le développement de la vie.
Problématique:
Sur quels critères s'appuient les astrophysiciens pour rechercher la vie sur d'autres objets célestes ?
Matériel :
tableur
Livre p 14 - 15, 18-19
documents ressources
B) La zone d'habitabilité autour d'une étoile (TP)
B) La zone d'habitabilité autour d'une étoile (TP)
Mettre en œuvre un protocole pour obtenir des résultats exploitables
Présenter les résultats pour les communiquer
Présenter les résultats dans un tableau et sous forme de schéma.
À partir du matériel proposé, pour chaque planète interne:
1°) Calculer la force d'attraction afin de déterminer la présence ou pas d'atmosphère.
2°) Calculer la température théorique et la comparer avec la température observée.
évaluation de TP:
- entrer dans le tableur chaque donnée brute de la formule permettant de calculer la température théorique d'une planète interne.
- utiliser les fonctionnalités du tableur pour calculer le rapport (utiliser la fonction "glisser" pour répéter l'opération).
- utiliser les fonctionnalités du tableur pour calculer la racine carrée (utiliser la fonction "glisser" pour répéter l'opération).
- utiliser les fonctionnalités du tableur pour calculer la température théorique des planètes internes en degrés Kelvin.
- utiliser les fonctionnalités du tableur pour calculer la température théorique des planètes internes en degrés Celsius.
3°) Déterminer les gaz présents dans cette atmosphère afin d'expliquer les anomalies rencontrées.
4°) Déterminer la zone d'habitabilité du système solaire (zone où l'eau est présente sous forme liquide).
Document 1: Importance de la masse d’une planète
Chaque planète exerce une force d’attraction gravitationnelle (gravité en N. kg-1 ou m.s-2 ) sur les objets situés à son voisinage. Pour une même molécule gazeuse (dont la masse est négligeable), cette force dépend avant tout de la masse de la planète. On peut alors comprendre pourquoi certaines planètes ont une atmosphère et d’autres peu ou pas du tout.
g = G x M / R2
M : masse de l’astre (kg)
R : rayon de l’astre (m)
G : constante de gravitation universelle (6.67 x 10-11 N.m2.kg-2)
1N = 1 kg.m.s-2
Document 2: Température théorique de surface d'une planète
exoplanètes. Pour chacune de ces étoiles, on définit une zone d’habitabilité. Il s’agit de la zone au sein de
laquelle une planète possédant une atmosphère pourrait contenir de l’eau liquide en surface. Une telle
planète sera considérée comme habitable, c'est-à-dire susceptible d’abriter une forme de vie : dire d’une
planète qu’elle est habitable ne signifie donc pas qu’elle est habitée.
Toutes les étoiles n'ont pas la même taille et ne produisent donc pas la même quantité d'énergie. La
position de cette zone habitable dépend donc du type d'étoile considérée. Des calculs prenant en compte
les températures de surfaces théoriques permettent de déterminer l’étendue de la zone d’habitabilité.
En deçà de cette zone (en se rapprochant de l’étoile), l’eau à la surface d’une planète est sous forme de
vapeur, et au-delà, elle est sous forme de glace.
400 planètes gravitant autour d’étoiles autre que le Soleil, étoile de type "naine jaune". Ce sont les
Ts : température de surface de l'astre (°K)
Te : température de l'étoile (pour le Soleil: 5 778 °K)
Re : rayon de l'étoile (pour le Soleil 695 000 km)
D : distance entre l'étoile et la planète (km)
conversion des degrés kelvin en degrés celsius : T (°C) = T (K) - 273,15
Document 2: Zone d'habilité d'une étoile
http://solarsystem.colorado.edu/applets/planetTemp/index.html
Les planètes du système solaire ne sont pas les seules de l’Univers. À ce jour, on a découvert quelques
d : position de la zone d’habitabilité (U.A.)
Le : luminosité de l’étoile et Ls : luminosité du Soleil
d T-S : distance Terre – Soleil en Unité Astronomique
Document 3: Caractéristiques des différents types d'étoiles
Critères de réussite des capacité(s) et attitude(s) évaluables ou évaluées:
Recenser, extraire et organiser des informations
Pratiquer une démarche scientifique
Exprimer et exploiter des résultats à l’écrit en utilisant les technologies de l’information et de la communication.
Communiquer par écrit dans un langage scientifiquement approprié
- seules les informations utiles sont sélectionnées
- toutes les informations attendues sont données
- les informations sont quantifiées si besoin
- les informations sélectionnées sont reliées pour répondre au problème
- observer, questionner
- raisonner avec rigueur
- exprimer des résultats à l’écrit en utilisant un texte
- la réponse est explicative et justifiée
Percevoir le lien entre sciences et techniques
Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques
Objectifs cognitifs:
Définir les conditions nécessaires à la vie
Définir la zone d'habitabilité
Vocabulaire à connaître:
Force d’attraction, atmosphère, stratosphère.
Point triple.
Zone habitable.
Exoplanète.
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