La Terre dans l'Univers

Exercice 1 — Le système solaire
Corrigé :
1. Les 4 planètes telluriques dans l'ordre : Mercure (0,39 UA) → Vénus (0,72 UA) → Terre (1 UA) → Mars (1,52 UA). (1 pt par paire d'ordre correcte, ou 0,5 pt par planète bien placée)
2. 1 UA ≈ 1,5 × 10⁸ km. On utilise l'UA car les distances sont immenses : exprimer 778 millions de km pour Jupiter est peu lisible, alors que 5,2 UA est concis. (1 pt pour la valeur ; 1 pt pour la justification)

Exercice 2 — Calcul de distance et vitesse de la lumière
Corrigé :
1. $t = d/c = (1{,}5 \times 10^8)/(3 \times 10^5) = 500$ s $= 500/60 \approx 8{,}3$ min. (1 pt calcul correct + 1 pt conversion en minutes)
2. $d = 8{,}6 \times 9{,}46 \times 10^{12} = 81{,}4 \times 10^{12} \approx 8{,}1 \times 10^{13}$ km. (1 pt pour la méthode ; 1 pt pour le résultat correct en notation scientifique)
3. Nous verrions l'extinction dans 8,6 ans, car la lumière met 8,6 ans pour parcourir 8,6 al. On voit le passé des étoiles. (1 pt)

Exercice 3 — Zone d'habitabilité et conditions de la vie
Corrigé :
1. La zone d'habitabilité est la région autour d'une étoile où la température de surface d'une planète rocheuse permet l'existence de l'eau à l'état liquide. C'est la condition principale : ni trop proche (eau évaporée), ni trop loin (eau gelée). (1 pt définition + 1 pt condition eau liquide)
2. Trois conditions parmi : présence d'une atmosphère (protège des UV, maintient la pression) ; un champ magnétique (protège du vent solaire) ; une composition chimique adaptée (C, H, O, N…) ; une température stable ; présence d'eau en quantité suffisante. (1 pt chacune, max 3 pts)

Exercice 4 — Radiochronologie
Corrigé :
1. La radiochronologie repose sur la désintégration spontanée et régulière d'isotopes radioactifs. La demi-vie $t_{1/2}$ est le temps au bout duquel la moitié des noyaux d'un isotope se sont désintégrés. En mesurant le rapport parent/fils dans une roche, on peut calculer son âge. (1 pt principe + 1 pt définition demi-vie)
2. $9 \times 10^9 / 4{,}5 \times 10^9 = 2$ demi-vies. Après 2 demi-vies : $N = N_0 \times (1/2)^2 = N_0/4$. Il reste 1/4 des atomes initiaux. (1 pt pour le nombre de demi-vies + 1 pt pour le résultat)

Exercice 5 — Synthèse : la Terre, planète habitable
Corrigé :
Réponse attendue mentionnant au moins quatre des arguments suivants (0,5 pt chacun, max 2 pts) :
• Position dans la zone d'habitabilité du Soleil (1 UA), permettant l'eau liquide en surface.
• Présence d'une atmosphère riche en N₂ et O₂, avec couche d'ozone protectrice contre les UV.
• Effet de serre naturel maintenant la température moyenne à +15°C (sans lui : −18°C).
• Champ magnétique terrestre protégeant contre le vent solaire.
• Présence d'eau liquide en grande quantité (océans, lacs).
• Tectonique des plaques régulant la composition de l'atmosphère à long terme.