Agence spatiale canadienne
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Les conditions de l'espace et l'atmosphère terrestre
Composition et structure de l'atmosphère
Composition chimique
L'atmosphère terrestre, c'est-à-dire l'air que nous respirons, est essentiellement constituée des gaz suivants :
Gaz constituants de l'air sec et volumes (en %)
On peut donc dire que l'air est essentiellement constitué d'azote (~80 %) et d'oxygène (~20 %).
Couches de l'atmosphère
L'atmosphère est constituée de couches se succédant depuis le sol vers l'espace.
Troposphère
La troposphère constitue la partie inférieure de l'atmosphère terrestre et s'étend du sol jusqu'à une altitude d'environ huit kilomètres aux pôles et quinze kilomètres à l'équateur. C'est dans cette couche, la plus dense, que la majorité des phénomènes météorologiques se produisent. La température diminue à un rythme d'environ 6 oC par kilomètre au fur et à mesure que l'on monte dans la troposphère.
Stratosphère
Immédiatement après la troposphère se situe la stratosphère qui s'étend jusqu'à 50 kilomètres. La température dans cette partie de l'atmosphère est constante et croît même légèrement pour atteindre -3 oC en altitude. Ce phénomène est attribuable à l'absorption des rayons ultraviolets par la couche d'ozone qui se situe dans cette zone.
La troposphère et la stratosphère contiennent 90 % de l'air constituant l'atmosphère terrestre.
Mésosphère
La couche suivante est la mésosphère qui s'étend jusqu'à 85 kilomètres. Comme dans le cas de la troposphère, la température décroît avec l'altitude pour atteindre une valeur minimale de l'ordre de -93 oC.
Thermosphère
Enfin, au-delà de la mésosphère se situe la thermosphère. Cette couche s'étend jusqu'à 500 ou 600 kilomètres du sol. À cette altitude, les gaz constituants de l'atmosphère sont extrêmement raréfiés et les températures peuvent atteindre des valeurs avoisinant les 1 700 oC dans sa partie supérieure, notamment en raison du rayonnement intense émis par le Soleil qui y est converti en chaleur. C'est dans cette couche qu'évoluent les orbiteurs, comme la navette spatiale, ainsi que les stations orbitales.
Pression de bas en haut
Nous savons maintenant qu'il y a 600 kilomètres d'atmosphère au-dessus de nous, et l'air qui la compose a bel et bien un poids qui exerce à la surface de la Terre une pression non négligeable.
Au niveau de la mer, la pression atmosphérique (le poids de l'air « au-dessus ») rapportée par un baromètre est d'environ 101 kilopascals (kPa).
Au sommet du mont Everest, à 8 850 mètres d'altitude (souvenez-vous, nous sommes prêts de la troposphère à cette hauteur), le même baromètre indiquerait environ 31 kPa.
Cette chute radicale de pression s'explique par le fait que la portion d'atmosphère au-dessus de nous diminue avec l'altitude et, aussi, que la densité de l'air diminue en altitude. En effet, puisque la gravité « tire » l'atmosphère vers le bas et que celle-ci est composée de gaz compressibles, l'air au niveau du sol est plus comprimé que celui qu'on retrouve seulement quelques milliers de mètres plus haut. À la limite supérieure de l'atmosphère, la pression tend vers zéro.
Nous ne sentons pas vraiment la pression de l'atmosphère sur nous parce que nous y sommes habitués. En revanche, notre corps est sensible aux changements subits de pression, notamment lors des décollages et des atterrissages en avion ou même lors de voyages rapides en ascenseur (on sent alors nos oreilles se boucher).
Cette pression à laquelle nous sommes habitués est nécessaire au bon fonctionnement de notre organisme. Les alpinistes le savent et, pour atteindre le sommet de l'Everest, ils prennent soin d'apporter l'équipement nécessaire pour contrecarrer la raréfaction de l'air et la baisse de pression.
