Données physiques et astronomiques

Données physiques et astronomiques

Forme de la Terre
La forme de la Terre est modélisée par un ellipsoïde, légèrement aplati aux pôles, et plus précisément par le géoïde. Le diamètre approximatif de référence est de 12 742 km.
La rotation de la Terre crée un léger bourrelet équatorial, de sorte que le diamètre à l’équateur est 43 km plus long que le diamètre polaire (du pôle Nord au pôle Sud). Les plus grandes dénivellations du sol de la Terre sont l'Everest (8 848 m au-dessus du niveau de la mer) et la fosse des Mariannes (11 500 m sous le niveau de la mer). Par contre, à cause de l’aplatissement, l’objet le plus éloigné du cœur de la Terre est en fait le volcan Chimborazo en Équateur.

Comparaison de quelques caractéristiques physiques des quatre planètes telluriques
Planète Rayon équatorial Masse Gravité Inclinaison de l’axe
Mercure6 2 439,7 km (0,383 Terre) 3,302×1023 kg (0,055 Terre) 3,701 m/s2 (0,377 g) ~0,01 °
Vénus7 6 051,8 km (0,95 Terre) 4,8685×1024 kg (0,815 Terre) 8,87 m/s² (0,904 g) 177,36 °Note 4
Terre8 6 378,14 km 5,9736×1024 kg 9,780 m/s² (0,99732 g) 23,45 °
Mars9 3 402,45 km (0,533 Terre) 6,4185×1023 kg (0,107 Terre) 3,69 m/s² (0,376 g) 25,19 °


Photomontage comparatif des tailles des planètes telluriques (de gauche à droite) : Mercure, Vénus, la Terre et Mars.

La conception sphérique de la Terre remonte à l'antiquité grecque, vers le ve siècle av. J.‑C., et plus spécifiquement aux pythagoriciens. On retrouve cette conception chez Parménide, Platon ou Aristote. Elle s'appuie sur le fait que, lors des éclipses de Lune, l'ombre de la Terre est sphérique, et sur le fait que les constellations varient lorsqu'on se déplace du Nord au Sud10. Au iiie siècle av. J.‑C., Ératosthène donna une estimation du rayon terrestre que nous supposonsNote 5 très proche de la réalité, ainsi que Posidonios, au ie siècle av. J.‑C.. Vers la même époque, Cléomède définit les notions d'équateur, de tropiques, d'arctique et d'antarctique. Reprenant ces notions, le géographe Ptolémée fournit au iie siècle des informations géographiques qui furent utilisées jusqu'à la Renaissance.
La civilisation arabo-musulmane conserva la connaissance d'une Terre sphérique et au ixe siècle, le calife Al-Mamun, à Bagdad, fit procéder à une mesure d'une partie d'un méridien, conduisant à une bonne approximation de la circonférence de la Terre. Plus explicite encore est qu'une figure comme Abou Hanîfa, fondateur de l'une des quatre écoles de jurisprudence musulmane, avait foi dans la sphéricité de la Terre11. Dans le monde chrétien, cette idée fut parfois remise en cause, par exemple au vie siècle par le nestorien Cosmas Indicopleustès. En effet, les Pères de l'Église ne pouvaient concilier la vision d'un monde sphérique d'Aristote constitué de deux zones polaires et deux zones tempérées, séparées par une zone torride infranchissable, avec l'universalité du message du Christ, ce message ne pouvant parvenir à d'hypothétiquesNote 6 habitants des antipodes. Jusqu'au xiie siècle, on s'attacha donc à représenter le monde sous forme symbolique, mais des philosophes ou des religieux tels Isidore de Séville, Bède le Vénérable, Jean Scot Erigène, Gerbert d'Aurillac, Thomas d'Aquin, Albert le Grand ou Roger Bacon avaient très bien intégré la représentation sphérique. Vers 1150, le livre De imagine mundi, dont l'auteur présumé est Honorius d'Autun, décrit l'univers de façon plus mythologique que scientifique, mais dans lequel la Terre est une sphère d'environ 35 000 km de circonférence. Charlemagne est d'ailleurs représenté sur quelques enluminures comme tenant à la main une représentation d'un petit globe terrestre surmonté d'une croix.


Position et taille du continent asiatique selon Christophe Colomb.
Les récits de voyages de missionnaires, de Marco Polo et de l'explorateur Jean de Mandeville (avec son Livre des merveilles du monde) diffusaient dans la société l'image d'une terre sphérique, qui pouvait théoriquement faire l'objet d'une « circumnavigation ». L’Imago mundi du cardinal Pierre d'Ailly retenait cette représentation sphérique. On sait que Christophe Colomb a été influencé par le Livre des merveilles du monde de Mandeville, et qu'il possédait un exemplaire de l’Imago mundi abondamment annoté et commenté par ses soins. En sous-estimant grandement le rayon terrestre et en imaginant un continent asiatique trois fois plus étendu vers l'Est qu'il ne l'est en réalité, Colomb a pu envisager de façon raisonnable la possibilité de rejoindre les Indes par l'Ouest. Une connaissance plus précise des distances aurait découragé toute tentative de traversée de l'Océan avec les moyens de l'époque.
Les voyages des Portugais dès le début du xve siècle pour rejoindre les Indes en contournant l'Afrique, la redécouverte des textes grecs à la Renaissance, en particulier la Géographie de Ptolémée, leur diffusion au moyen de l'imprimerie ont également largement contribué à propager les représentations modernes de la Terre, avec le Nord vers le haut des cartes, les méridiens, les parallèles, l'équateur et les deux tropiques. Le plus ancien globe terrestre connu est fabriqué par Martin Behaim vers la fin du xve siècle, peu avant que Vasco de Gama, Christophe Colomb ou Magellan entreprennent leurs voyages. On y voit l'Europe, l'Afrique et l'Asie, mais bien entendu, ni les Amériques, ni l'Océanie.
Mercator a, en dessinant ses cartes, mentionné et dessiné un énorme continent austral : Terra incognita australis (terre australe (du sud) inconnue). Cette « terre australe inconnue » a été dessinée au Sud car Mercator pensait, à la suite des Grecs, que sans ce poids la Terre n'était pas équilibrée. Les réflexions et travaux en géographie (relevés cartographiques, projection de Mercator) au xvie siècle ont permis de faire évoluer la connaissance de la Terre.
C'est au xviiie siècle que l'aplatissement des pôles est reconnu, avec les expéditions menées au Pérou et en Laponie.