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L'effet de serre

L'effet de serre est un processus naturel qui rĂ©chauffe l'atmosphère de la Terre et d'autres planètes du Système solaire. Lorsque l'Ă©nergie du soleil atteint l'atmosphère, une partie est rĂ©flĂ©chie vers l'espace par le sol ou les nuages, et le reste est absorbĂ© et rĂ©Ă©mis dans le domaine infrarouge du spectre et est en partie interceptĂ© par certaines molĂ©cules prĂ©sentes dans l'atmosphère, ce qui en augmente la tempĂ©rature. Les gaz impliquĂ©s dans l'atmosphère terrestre sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le mĂ©thane, etc. 

L'ampleur de l'effet de serre varie considérablement en fonction de la composition et de l'épaisseur des atmosphères des planètes concernées.

• La Terre possède un effet de serre naturel important qui augmente la température d'environ 33°C par rapport à ce qu'elle serait sans effet de serre naturel. La température moyenne de la Terre est environ 15°C, contre -18°C si l'effet de serre n'existait pas. Les principaux gaz à effet de serre impliqués sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4), la vapeur d'eau (H2O), le protoxyde d'azote (N2O) et l'ozone (O3). L'activité humaine a augmenté l'effet de serre naturel, principalement par l'émission de dioxyde de carbone, ce qui a entraîné l'actuel changement climatique.

• VĂ©nus est l'exemple le plus extrĂŞme d'un effet de serre incontrĂ´lable. Son atmosphère Ă©paisse, composĂ©e principalement de dioxyde de carbone (CO2) (96% de l'atmosphère), de vapeur d'eau (H2O), d'acide sulfurique (H2SO4) sous forme de gouttelettes dans les nuages, piège la chaleur du Soleil et Ă©lève la tempĂ©rature de surface Ă  environ 470°C  (contre une estimation autour de -40°C sans effet de serre). C'est la planète la plus chaude du Système solaire. 

• Mars possède une atmosphère très mince, donc son effet de serre est beaucoup plus faible que celui de la Terre ou de VĂ©nus. Cependant, on y trouve du dioxyde de carbone (95% de l'atmosphère) et de la vapeur d'eau, bien que rare, et l'effet de serre a quand mĂŞme un certain impact : il Ă©lève  la tempĂ©rature moyenne de surface d'environ 5°C. Sans cet effet, la tempĂ©rature moyenne serait proche de -60°C, mais elle est actuellement autour de -55°C. On pense que Mars a connu un effet de serre plus important dans le passĂ©, lorsqu'elle avait une atmosphère plus Ă©paisse. 

• Titan, le plus grand satellite naturel de Saturne, possède une atmosphère épaisse composée principalement d'azote, avec un peu de méthane, ainsi que de l'éthane (C2H6) sous certaines conditions. Le méthane et l'éthane sont des gaz à effet de serre puissants, et la température de Titan (-180 °C) est environ 21°C au-dessus de ce qu'elle serait sans effet de serre.

• Triton (satellite de Neptune) possède une fine atmosphère qui contient du méthane, bien que dans une très faible concentration. L'élevation de température est très faible, de l'ordre de quelques fractions de degré Celsius, mais l'effet est détectable.

• D'autres corps du Système solaire, comme Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, ont également des atmosphères qui contiennent des gaz à effet de serre. Cependant, l'effet de serre sur ces corps est plus complexe et moins bien compris que sur la Terre, Vénus, Mars ou Titan. Encelade (Satellite de Saturne) émet des panaches de gaz qui peuvent contenir de la vapeur d'eau, du méthane et du dioxyde de carbone. Ils peuvent avoir un effet minime, localement, les températures. Pluton, dont l'atmosphère excessivement ténie contient du méthane, du monoxyde de carbone et de l'azote, peut connaître une très faible élévations de température (sans doute quelques fractions de degré Celsius). On pense aussi que la glace à la surface du noyau des comètes pourrait être responsable d'un effet de serre affectant les régions sous-jacentes, lorsque ces comètes se rapprochent du Soleil.

Pour comprendre comment fonctionne l'effet de serre, il convient de considérer ce que devient l'énergie apportée par la la lumière solaire qui frappe la surface de la Terre. La lumière pénètre dans notre atmosphère, est absorbée par le sol et chauffe les couches superficielles. À la température de la surface de la Terre, cette énergie est ensuite réémise sous forme de rayonnement infrarouge ou thermique. Cependant, certaines molécules de notre atmosphère, qui laissent passer la lumière visible, absorbent bien l'énergie infrarouge. C'est le cas d'abord du du dioxyde de carbone (CO2 ), et ensuite du méthane et de la vapeur d'eau, qui agissent comme une couverture, emprisonnant la chaleur dans l'atmosphère et empêchant son retour dans l'espace, et donc le refroidissement de l'atmosphère. Pour maintenir un équilibre énergétique, la température de la surface et de la basse atmosphère doit augmenter jusqu'à ce que l'énergie totale rayonnée par la Terre vers l'espace soit égale à l'énergie reçue du Soleil. Plus il y a de CO2 dans notre atmosphère, plus est élevée la température à laquelle la surface de la Terre atteint un nouvel équilibre.
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L'effet de serre.
L'effet de serre. - La lumière du soleil qui pénètre dans la basse atmosphère et atteint la surface de la Terre est réémise sous forme de rayonnement infrarouge (chaleur), qui est piégé dans l'atmosphère par les gaz à effet de serre tels que la vapeur d'eau, le méthane et le CO2. Le résultat est une température de surface plus élevée pour notre planète. (Source : Openstax).

On parle  d'effet de serre pour dĂ©signer ce mĂ©canisme, car il est similaire au chauffage d'une serre de jardinier, dont la paroi transparente joue le rĂ´le de gaz Ă  effet de serre, laissant entrer la lumière du soleil mais rĂ©duisant le flux sortant du rayonnement thermique. En consĂ©quence, une serre se rĂ©chauffe beaucoup plus que ce Ă  quoi on pourrait s'attendre du seul chauffage du soleil. Sur Terre, l'effet de serre actuel Ă©lève la tempĂ©rature de surface d'environ 23 °C. Sans cet effet de serre, la tempĂ©rature de surface moyenne serait bien en dessous de zĂ©ro et notre planète serait prionnière d'une ère glaciaire perpĂ©tuelle.

L'effet de serre a donc une consĂ©quence très bĂ©nĂ©fique pour la vie sur Terre. Le problème est  que le chauffage dĂ» Ă  l'effet de serre est actuellement en augmentation. . La sociĂ©tĂ© industrielle moderne dĂ©pend de l'Ă©nergie extraite de la combustion de combustibles fossiles. Nous exploitons le matĂ©riau Ă©nergĂ©tique crĂ©Ă© par la photosynthèse il y a des dizaines de millions d'annĂ©es. Comme ces anciens gisements de charbon et de pĂ©trole sont oxydĂ©s (brĂ»lĂ©s Ă  l'oxygène), de grandes quantitĂ©s de dioxyde de carbone sont libĂ©rĂ©es dans l'atmosphère quand nous consommons ces combustibles. Et ce problème est encore exacerbĂ© par la destruction gĂ©nĂ©ralisĂ©e des forĂŞts tropicales, dont nous dĂ©pendons pour extraire le CO2 de l'atmosphère et reconstituer notre approvisionnement en oxygène. Au cours des cent dernières annĂ©es de dĂ©veloppement industriel et agricole accru, la quantitĂ© de CO2 rejetĂ©e dans l'atmosphère a augmentĂ© d'environ 30%. Elle continue d'augmenter de plus de 0,5% par an.

Avant la fin du XXIe siècle, le niveau de CO2 de la Terre devrait atteindre le double de sa valeur avant la révolution industrielle. Les conséquences d'une telle augmentation pour la surface et l'atmosphère de la Terre (et les organismes qui y vivent) sont susceptibles d'être des changements climatiques complexes, potentiellement catastrophiques pour de nombreuses espèces. Le changement climatique est déjà largement apparent. Partout dans le monde, les records de température sont constamment établis et battus; Toutes les années les plus chaudes enregistrées, sauf une, ont eu lieu depuis 2000. Les glaciers reculent et la glace de l'océan Arctique est maintenant beaucoup plus mince que lors de sa première exploration avec des sous-marins nucléaires dans les années 1950. L'élévation du niveau de la mer (due à la fois à la fonte des glaciers et à l'expansion de l'eau à mesure que sa température augmente) constitue l'une des menaces les plus immédiates, et de nombreuses villes côtières ont l'intention de construire des digues ou des digues pour freiner les inondations attendues. Le taux d'augmentation de la température est sans précédent historique, et nous entrons rapidement en territoire inconnu, où les activités humaines conduisent aux températures les plus élevées de la Terre depuis plus de 50 millions d'années. Le changement climatique est devenu la plus grande menace connue (en exceptant peut-être la guerre nucléaire) pour la civilisation industrielle et l'écologie de notre planète.

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