La lune nous dévoile ses secrets ! - C'est pas sorcier [Intégrale]

Qu'est-ce que tu fais ? J'essaie de décrencher la Lune ! Tu n'y arriveras jamais, elle est beaucoup trop loin de la Terre ! Elle est à combien ? Elle est à plus de 350 000 km ! Tu sais que je connais un endroit où on peut mesurer la distance Terre-Lune au centimètre près ! C'est où ? Sur la Côte d'Azur, on y va ! Allez Marcel ! Objectif Lune ! Mais j'y vois rien ici, il fait noir ! Marcel ! Allume les phares ! Merci, ça va déjà mieux ! Alors ici, nous sommes à l'observatoire de la Côte d'Azur, juste au-dessus de la ville de Grasse, et c'est le seul endroit en France où l'on peut mesurer la distance entre la Terre et la Lune, tenez-vous bien, au centimètre près ! D'ailleurs Jamy, je suis sûr que tu ne devineras jamais comment on fait ! Je ne sais pas moi, avec un mètre ruban ? Tu rigoles ? Tu vas voir, c'est bien plus surprenant ! Il y a quelqu'un ? Il n'y a personne ! Ça ne fait rien, je vais te montrer, regarde ! Ici, on utilise un énorme rayon laser ! Fred, il ne fallait pas toucher ! Ça a l'air drôlement compliqué ça, comment ça marche ? En fait c'est simple, un rayon laser c'est de la lumière, comme on connaît la vitesse de la lumière, c'est-à-dire 300 000 km par seconde, il suffit de chronométrer le temps, comme est cette lumière, pour aller sur la Lune, et pour revenir, et on a la distance ! Mais attention pour ça, il a d'abord fallu placer sur la Lune, ce genre de petit réflecteur qui renvoie la lumière, c'est ce qu'ont fait les Russes, en envoyant des sondes, et également les Américains, lors des missions Apollo. Maintenant, on va aller voir le résultat ! Alors voyons voir, 2 secondes 42, c'est le temps exact qu'emmet la lumière pour aller sur la Lune, et pour revenir, là les simples, ça nous fait 1 seconde 21, traduit en kilomètres, ça nous donne très exactement 364 186 km, 415 mètres et 5 centimètres, finalement, c'est pas si loin la Lune ! Et le premier astronome qui l'a observé avec une lunette, c'est l'Italien Galilée en 1609, il fera les premiers dessins de la Lune. Au cours des siècles, les cartes deviennent de plus en plus précises, mais très vite, la photographie s'impose, on publie alors les premiers atlas. A partir des années 60, c'est la compétition entre les Russes et les Américains, c'est la course à la Lune, des sondes sont envoyées pour photographier et analyser le sol linéaire. Les milliers de clichés et informations recueillies ont permis aux Américains de choisir les meilleurs sites d'alunissage. Et c'est le 21 juillet 1969 que des millions de téléspectateurs assistent en direct, au premier pas de l'Homme sur la Lune. La promenade des astronautes durera presque 2h30, et au total, 6 missions Apollo déposeront 12 Hommes sur notre satellite. Et c'est en 1972 que l'Homme dit adieu à la Lune. Les Russes, eux, n'ont jamais foulé le sol lunaire, mais ils ont envoyé des sondes très sophistiquées qui ont rapporté quelques morceaux de Lune. Et puis tu sais, Jamyco, grâce au rayon laser, on a pu confirmer que la Lune s'éloigne de la Terre de 3 centimètres et demi par an. Mais au fait, ça fait combien de temps qu'elle nous tourne autour ? Ça fait un bail. La Lune est apparue il y a environ 4 milliards et demi d'années, juste après la formation du système solaire. A l'époque, la Terre n'avait que 50 millions d'années, alors évidemment, depuis, elle a beaucoup changé. Plusieurs hypothèses sont avancées sur la formation de la Lune, mais selon la plus crédible, la Lune serait apparue suite à une collision entre la Terre et un autre corps céleste. Sous la violence du choc, une gerbe de débris aurait été projetée dans l'espace. Ensuite, ces débris, prisonniers de l'attraction terrestre, se seraient mis à graviter autour de la Terre. Et comme dans l'univers, tous les corps s'attirent, eh bien les débris se seraient agglomérés pour former la Lune. Mais la Terre n'est pas la seule planète à avoir une Lune. La géante Jupiter possède 16 satellites naturels. Le plus proche est le satellite Io. A sa surface, on trouve de gigantesques volcans en activité qui crachent des quantités énormes de soufre. Ce volcanisme est déclenché par l'attraction de Jupiter qui chauffe l'intérieur de cette Lune. Saturne a également son cortège de satellites. Le plus gros, Titan, a une atmosphère riche en azote semblable à l'atmosphère terrestre. On pense que Titan possède tous les éléments chimiques nécessaires à l'apparition d'une vie primitive. Une sonde européenne a même été envoyée pour aller étudier de plus près l'atmosphère et le sol de Titan. Quand on observe la Lune comme ça à l'œil nu, on peut voir des zones claires et des zones sombres. Les zones sombres, ce sont les mers et les océans. Aujourd'hui, on sait qu'il n'y a pas d'eau sur la Lune mais autrefois, on pensait qu'il y en avait. En tout cas, ce sont des régions plutôt plates. Quant aux zones claires, ce sont les continents avec des reliefs, des montagnes et des cratères. On va aller voir ça de plus près. On m'a prêté une petite lunette astronomique. Il ne faut pas confondre. Ça, c'est le télescope pour observer les étoiles. Ça, c'est la lunette pour observer la Lune. À gauche, quand on observe la Lune, on a l'océan des tempêtes. Et en remontant un peu plus à droite, c'est la mer des pluies. Je vous disais aussi qu'il y avait des cratères sur la Lune qui sont dus à la chute de météorites. Il y en a un qui est superbe, c'est Copernicus, ici au milieu. Son cratère fait 93 km de diamètre et il fait 3700 m de profondeur. Mais il y en a des plus grands, qui font 300 km de diamètre. Je vais vous emmener en voir un autre, c'est Framoro, le cratère où se sont posés en 1971, enfin plus exactement, juste à côté du cratère, les astronautes d'Apollo 14. Eh bien, ils ont l'air d'avoir passé du bon temps là-haut. Enfin, il a quand même fallu travailler un peu. Aussitôt débarqués, les astronautes ont mis en place les différentes expériences scientifiques. Et parfois, ce n'était pas toujours facile. De nombreux échantillons ont été prélevés sur les continents et les mers lunaires. Au total, 382 kg ont été rapportés. Eh les amis, celui-là, il est peut-être un peu trop gros, non ? De retour sur Terre, on a testé les échantillons sur des plantes et des animaux pour savoir s'ils ne contenaient pas des organismes dangereux. Et on a fait toutes sortes d'analyses. Résultat, il n'y a pas de traces de vie sur la Lune. En revanche, on a découvert que le sol lunaire contient les mêmes éléments chimiques que la Terre, mais dans des proportions différentes. Et en datant ces roches, on a pu retracer l'histoire géologique de notre satellite. Très jeune, la Lune était recouverte d'un gigantesque océan de magma fondu. En se refroidissant, sa surface a été bombardée par des météorites qui ont créé des cratères. De la lave est ensuite remontée dans ces cratères et en refroidissant, elle a formé les mers lunaires. Et depuis 3,2 milliards d'années, la Lune n'a pratiquement pas changé. Tiens, Jamy, une petite devinette. En combien de temps la Lune fait-elle le tour de la Terre ? Je sais pas moi, 28 jours ? Pas tout à fait. 27 jours, 7 heures, 43 minutes et 11 secondes et demie. Enfin, c'était pas très loin. Par contre, il y a quelque chose que je n'arrive pas à comprendre. Regarde, quelles que soient les nuits où on la photographie, elle nous présente toujours la même face. C'est bizarre. Mais non, c'est normal. Non seulement la Lune tourne autour de la Terre, mais en plus, elle tourne sur elle-même. Mais c'est précisément parce qu'elle fait un tour sur elle-même pendant qu'elle fait un tour de la Terre qu'elle nous présente toujours la même face. Vous allez voir. Si la Lune ne tournait pas sur elle-même, quand elle se trouve ici, elle présente cette face. Quand elle se trouve là, elle présente cette autre face. Et quand elle se trouve ici, elle présente encore une autre face. Et ainsi de suite, nous pourrions voir toutes les faces de la Lune. Même chose si la Lune tournait très vite sur elle-même. Au fil des nuits, nous pourrions voir la Lune sous toutes ses coutures. Mais ce n'est pas le cas. Quand la Lune fait un quart de tour de notre planète, elle fait un quart de tour sur elle-même, elle présente la même face. Encore un quart de tour de la Terre, encore un quart de tour sur elle-même, elle présente toujours la même face. Voilà pourquoi la Lune a une face visible et une face cachée. Ce sont les soviétiques qui ont vu pour la première fois la face cachée de la Lune. Le 4 octobre 1959, leur sonde Luna 3 transmet les premiers clichés. Sept ans plus tard, les sondes américaines Lunar Orbiter photographient à leur tour la Lune sous toutes les coutures. On a ainsi découvert que sur la face cachée, il y a peu de mer et beaucoup plus de cratères que sur la face visible. Vous avez remarqué comme elle brille bien la Lune ? Et pourtant, ce n'est pas une étoile, elle ne produit pas de lumière, elle est tout simplement éclairée par le Soleil. Mais comme elle n'est pas toujours éclairée de la même façon, parfois on a un croissant de Lune, parfois on a une demi-Lune et certains jours, on a la pleine Lune. Bref, ça change tout le temps, pas vrai Jamy ? Oh Jamy, t'es dans la Lune ? Ah, la Lune, oui, elle tourne autour de la Terre et la Terre tourne autour du Soleil. Du coup, la Lune tourne autour du Soleil. Autrement dit, en permanence, en principe, une partie de la Lune est éclairée par le Soleil. Seulement, comme la Lune tourne autour de la Terre, eh bien, vue de la Terre, la face visible de la Lune est plus ou moins éclairée par le Soleil. Et voilà pourquoi la Lune prend des aspects différents au fil des nuits. C'est ce qu'on appelle les faces de la Lune. Tenez, vous allez voir. Marcel, baisse la lumière ! Quand la Lune se trouve ici, la face visible depuis la Terre n'est pas éclairée. C'est ce qu'on appelle la nouvelle Lune. Quelques jours plus tard, la Lune se trouve ici. La face visible depuis la Terre est légèrement éclairée C'est le premier croissant. Et puis, quelques jours plus tard, la face visible depuis la Terre est encore un peu plus éclairée. C'est le premier quartier. Quelques jours encore plus tard, la face visible depuis la Terre est totalement éclairée. C'est la pleine Lune. Ensuite, la Lune commence à décroître et sa face visible depuis la Terre est de moins en moins éclairée. Si bien qu'au bout de 29 jours, la face visible depuis la Terre est à nouveau plongée dans l'obscurité. C'est la nouvelle nouvelle Lune. Attends, Jamy, je ne comprends plus. Si la Lune met 27 jours pour faire le tour de la Terre, pourquoi il y a 29 jours entre deux nouvelles Lunes ? Facile ! Effectivement ! La Lune fait le tour complet de notre planète en 27 jours et un peu plus de 7 heures. Et pendant ce temps-là, la Terre qui tourne autour du Soleil se déplace sur son orbite et au bout de 27 jours, les trois astres ne sont plus dans leur position initiale. Il faut que la Lune se déplace pendant encore deux jours pour retrouver sa face de nouvelle Lune. Bon, et moi, je vais me coucher. Je suis fatigué. Allez, Marcel, baisse la lumière ! Eh bien, bonne nuit, Jamy ! Durant son voyage autour de la Terre, la Lune nous montre des visages différents selon l'hémisphère où l'on se trouve. Par exemple, au cours d'une même nuit en Europe, on voit ce croissant de Lune. Eh bien, en Afrique du Sud, on le voit dans l'autre sens et à l'Équateur, il apparaît couché. Depuis la nuit des temps, les hommes pensent que la Lune a des tranches pouvoirs. On dit même encore aujourd'hui qu'elle aurait une influence sur les naissances. Dans beaucoup de maternités, le personnel est convaincu que le nombre d'accouchements augmente les jours de pleine Lune. Mais toutes les études statistiques menées à ce jour démontrent que cela est faux. Ce qui est sûr, c'est que la Lune est responsable des marées. En passant au-dessus des océans, elle attire l'eau qui monte parfois très haut, jusqu'à 15 m dans la baie du Mont-Saint-Michel. Mais la croûte terrestre est aussi attirée par la Lune et le Soleil. Toutes les 12 heures, elle se soulève d'environ 30 cm et toutes ces marées ralentissent la Terre. L'énergie qui est dissipée dans l'océan et dans la Terre est prélevée à la rotation de la Terre et la Terre ralentit sur elle-même. Mais tout ceci est excessivement lent puisque la durée du jour n'augmente que de 1,6 millième de seconde tous les 100 ans. Alors si, je comprends bien, cela veut dire que les jours feront plus de 24 heures. Eh bien, dis-donc, on n'est pas couché. Hé, Jamy ! Jamy, réveille-toi, c'est le grand jour ! Qu'est-ce qui se passe ? Tu n'es pas au courant ? Aujourd'hui, il y a une éclipse totale de Soleil. Cela veut dire que la Lune va passer juste devant le Soleil et il va faire nuit en plein jour. Incroyable ! Alors si tu veux observer le phénomène, je te conseille quand même de mettre des lunettes spéciales. Celles-ci filtrent les infrarouges et les ultraviolets. C'est indispensable parce que sinon, tu peux te brûler la rétine des yeux. Dépêche-toi parce que le spectacle commence. Regarde ! La Lune est en train de grignoter le Soleil ! Pour qu'il y ait une éclipse, les trois astres, Terre, Lune, Soleil, doivent être alignés. Par conséquent, une éclipse de Soleil ne peut se produire qu'en phase de nouvelle Lune. Alors, si la Lune tournait autour de la Terre dans le même plan que la Terre tourne autour du Soleil, c'est-à-dire au même niveau dans ce qu'on appelle le plan de l'écliptique. Eh bien, à chaque phase de nouvelle Lune, il y aurait une éclipse de Soleil. Or, ce n'est pas le cas. En effet, la Lune tourne autour de la Terre sur une orbite légèrement inclinée par rapport au plan de l'écliptique. Du coup, quand la Lune se glisse entre la Terre et le Soleil, elle n'est pas forcément dans le plan de l'écliptique. Elle n'est pas forcément au même niveau que la Terre et le Soleil. Et de même, quand la Lune se retrouve dans le plan de l'écliptique, elle n'est pas forcément entre le Soleil et la Terre. En fait, les conditions d'une éclipse de Soleil, c'est-à-dire nouvelle Lune avec 3 astres alignés dans le plan de l'écliptique, sont rarement réunies. Au moins 2 fois par an, mais exceptionnellement jusqu'à 5 fois. Alors, comme c'est rare, moi aussi, j'ai envie d'y jeter un oeil. Il y a pas mal de nuages, mais ça avance quand même très vite. La Lune a presque entièrement dévoré le Soleil. On voit plus qu'un petit croissant de Soleil. Et dans un instant, le ciel va s'assombrir, le vent va se lever et la température va chuter de 8 à 10 degrés. C'est normal, c'est la nuit. Parait que c'est drôlement impressionnant. Et toi, dans le camion, ça va, Jamy ? Bah oui, ça va, mais dis donc, il y a des ombres ! Marcel, on dirait des fantômes ! C'est pas des fantômes, c'est ce qu'on appelle des ombres volantes. C'est un phénomène qui est dû à un refroidissement de certaines couches de l'atmosphère. Donc ça provoque une mauvaise réfraction de la lumière, ça fait des ombres. Tiens-toi prêt, parce que tu sais que l'ombre de la Lune va arriver très vite, à 2850 km heure ! Ça y est, la Lune est en train de masquer complètement le Soleil. C'est l'éclipse totale ! Waouh, c'est trop beau ! Hé, Fred ! Mais t'es où ? Coucou, Jamy ! Je suis là. Maintenant, tu peux enlever les lunettes, il n'y a plus aucun risque. La Lune cache complètement le Soleil. Tu te rends compte ? Il est midi 25 et il fait complètement nuit. Et tu crois qu'en ce moment, toute la Terre est plongée dans le noir ? C'est incroyable, ça ! Regarde ! Et non, toute la Terre n'est pas plongée dans l'obscurité, Marcel, baisse la lumière ! En effet, la Lune est beaucoup trop petite et trop éloignée de la Terre pour que notre planète soit plongée dans le noir. En fait, l'ombre de la Lune s'étale sur une petite zone. Et seuls les observateurs qui se trouvent dans cette zone d'ombre assistent à une éclipse totale, c'est-à-dire à l'occultation complète du Soleil. En revanche, autour de la zone d'ombre, il y a une zone dite de pénombre. Les rayons du Soleil arrivent, mais partiellement. Et les spectateurs qui se trouvent dans cette zone assistent à une éclipse partielle. Alors évidemment, comme la Lune se déplace dans l'espace, ce phénomène n'est pas figé. La tache d'ombre se déplace sur notre planète. Ainsi, lors de l'éclipse du 11 août 1999, l'ombre s'est d'abord étalée sur l'Atlantique Nord, une partie de la France, de l'Europe, la Turquie, l'Irak, l'Iran, le Pakistan, jusqu'en Inde. Et voici la tache d'ombre de l'éclipse du 11 août, photographiée par le cosmonaute Jean-Pierre Aigneret à bord de la station Mir. Et le déplacement de cette ombre a même été suivi par satellite. Tout au long de son parcours, des millions de personnes se sont rassemblées pour assister au spectacle. Et voilà, ici l'éclipse totale est terminée, mais le spectacle va reprendre un peu plus loin. Alors Fred, raconte, comment ça se passe ? C'est incroyable, j'ai jamais vu ça ! Regarde, un soleil noir, et tout autour du disque noir, on peut voir ce qu'on appelle la couronne solaire. C'est en fait une partie de l'atmosphère solaire. Elle est composée de gaz extrêmement chaud, il y a de l'énium, et puis il y a surtout de l'hydrogène qui peut atteindre une température de 2 millions de degrés. Et si on regarde d'encore plus près, on peut voir ce qu'on appelle les protubérances. Ce sont des espèces d'énormes ogés de matière solaire. Et il paraît qu'on peut même voir les étoiles et certaines planètes éclairées par le soleil, par exemple Vénus et Mercure. Attends, je les cherche ! Toutes ces protubérances que l'on peut voir pendant les éclipses ont une origine commune. Ce sont des champs magnétiques à la surface du Soleil qui leur donnent leur forme bien particulière. La matière solaire est attirée comme un aimant et se déploie dans la couronne. Certaines protubérances font plus de 500 000 km de haut. Mais un jour, on ne verra plus ce spectacle, car la Lune ne cachera plus totalement le Soleil. La Lune s'éloigne d'environ 3,5 cm par an de la Terre. Si on cumule ces 3,5 cm, dans 600 millions d'années, la Lune sera suffisamment loin pour nous apparaître comme étant plus petite. Il n'y aura plus jamais d'éclipses totales visibles depuis la Terre. Pour avoir des éclipses sur commande, l'astrophysicien français Bernard Lyault a eu l'idée en 1930 de remplacer la Lune par un disque noir. La première éclipse totale de Soleil est née. Ce dispositif, utilisé de nos jours à bord du satellite européen SOHO, permet d'avoir 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 une éclipse totale de Soleil. Les images transmises par le satellite permettent de mieux comprendre l'atmosphère de notre étoile. On peut par exemple observer de gigantesques éjections de matière qui se produisent régulièrement à la surface du Soleil. Mais dis donc Jamy, je ne comprends pas ! La Lune est beaucoup plus petite que le Soleil, alors comment fait-elle pour le recouvrir complètement ? Le hasard ! La Lune est 400 fois plus petite que le Soleil. Et par le plus grand des hasards, la distance Terre-Soleil est 400 fois plus grande que la distance Terre-Lune. A cause de ce rapport, vu de la Terre, le diamètre apparent de la Lune est à peu près égal au diamètre apparent du Soleil. Voilà pourquoi la Lune peut masquer le Soleil. Car la Lune dessine une orbite elliptique autour de la Terre. Autrement dit, la Lune n'est pas toujours à la même distance de la Terre. Et quand elle est au plus loin, comme ici, le diamètre apparent de la Lune est plus petit que celui du Soleil. Et dans ces conditions, la Lune ne peut pas masquer la totalité du Soleil. Et si un anneau de lumière persiste, c'est ce qu'on appelle une éclipse annulaire. Dommage Jamy, c'est déjà fini ! Tu te rends compte ? La nuit la plus courte que j'ai jamais connue ! 2 minutes 16 secondes exactement ! C'est quand la prochaine éclipse totale ? 21 juin 2001, c'est bientôt ! Elle sera visible que dans les pays du sud de l'Afrique. Et pour la France ? 3 septembre 2081 ! Je vais pas attendre 2081, moi ! J'y vais, j'essaye de la rattraper ! Tu peux toujours essayer, faut que tu coures à plus de 2 m. Si ça peut consoler Fred, il y a aussi des éclipses de Lune. Cette fois, c'est la Lune qui disparaît et c'est la Terre qui la cache. Enfin plus précisément, l'ombre de la Terre. En effet, dans sa course autour de la Terre, il arrive que la Lune passe dans l'ombre de la Terre. Ce phénomène se produit en phase de pleine Lune quand les 3 astres, Lune, Terre, Soleil, sont alignés dans le plan de l'écliptique. Ce phénomène se produit au minimum 2 fois par an et il est visible depuis la moitié de notre planète. Pendant une éclipse totale de Lune, la Lune ne disparaît pas complètement dans le ciel. Elle prend parfois de belles couleurs rouges, orangées. Et cette coloration est due à l'atmosphère terrestre qui filtre les rayons du Soleil et ne laisse passer que le rouge. Les premières personnes qui ont vraiment compris le phénomène des éclipses, on pense que c'était les Grecs, on en est sûr. C'était Aristote qui est le premier à utiliser la forme de l'ombre de la Terre sur la Lune pour prouver la rotondité de la Terre. Ce qui prouve bien qu'il avait compris le phénomène physique, à savoir l'entrée de la Lune dans l'ombre de la Terre. Alors, tu l'as eue ? Tu rigoles ? Elle s'est éclipsée ? Qu'est-ce que tu regardes ? Je regarde la Lune, il n'y a plus personne. C'est marrant, j'ai l'impression de voir une voiture dessus. C'est la Jeep des astronautes. Ils sont dégoûtants, ils auraient pu la ramener. Tu crois qu'on y retournera un jour ? Où ça ? Pas sur la Lune ? Bien sûr qu'on y retournera, car la Lune ne nous a pas encore livré tous ses secrets. Des missions japonaises et européennes sont programmées pour le début du 3ème millénaire. Les sondes qui seront envoyées vont s'intéresser à la surface et à l'intérieur de notre satellite. On voudrait connaître la taille exacte de son noyau, s'il est riche ou non en métal, pour en savoir plus sur sa formation. Et puis, on a récemment découvert sur les pôles de la Lune de l'hydrogène, un des constituants essentiels de l'eau. Il y a donc peut-être des cristaux de glace au fond des cratères qui ne sont jamais chauffés par le Soleil. Chaque pôle disposerait de 3 milliards de tonnes d'eau glacée. Elle proviendrait des météorites et des comètes qui se sont écrasées sur la Lune peu après sa formation. Cela relance les projets de colonisation. Cette eau pourrait être consommée par les futurs habitants d'une base lunaire. On pourrait aussi utiliser l'hydrogène comme carburant pour les fusées. La Lune deviendrait alors une base de lancement pour aller explorer le système solaire. Et en plus, comme sur la Lune, il n'y a pas d'atmosphère, ce serait un site idéal pour installer des télescopes qui permettraient d'observer les confins de l'Univers. Eh ben les amis, c'est dur le métier d'astronome, hein ?