Dynamique du système solaire et effets de marée

f704 J-M Souriau: Sur la dynamique du système solaire (p3)
...La surface du soleil est soulevée : il y a donc effets de marée, donc processus dissipatifs, dont le résultat est l'usure des orbites, le fait que les trajectoires de planètes, même parfaitement circularisées (par effet de marée), puissent être des spirales, qui tendraient à les faire converger vers le soleil et se fondre avec lui, même si le temps caractéristique de ce phénomène est considérable (non chiffré à ce jour).

...Par contre il me semble qu'il existe des ensembles qui obéissent à la loi dorée et qui n'échangent plus d'énergie avec l'astre autour duquel ils tournent. Ce sont la ceinture d'astéroïde et les anneaux des grosses planètes (Saturne, Uranus, essentiellement). Ces anneaux ne créent pas d'effets de marée dans l'astre central (par contre les anneaux de Saturne sont indirectement influencés par la planète à travers l'action exercée sur eux par certains satellites). Les éléments des anneaux de Saturne sont des blocs de glace, dotés de "mouvements propres", les uns par rapport aux autres, quasi nuls. Si ces mouvement propres étaient importants ils ne pourraient s'effectuer en deux dimensions seulement. L'anneau de Saturne serait donc épais. Par ailleurs les collisions entre blocs nous arroseraient de comètes, ce qui rendrait la Terre invivable.

Parenthèse catastrophiste.

...On ne connaît pas exactement la taille des blocs de glace composant les anneaux, mais certains pourraient bien faire vingt kilomètres. Or un bloc de cette taille, équivalent à une montagne, déboulant dans l'atmosphère terrestre à des dizaines de kilomètres par seconde créerait une onde de choc qui ferait le tour de la Terre, bien avant que le bloc n'ait commencé à fondre.

Fig.11 : Pénétration d'une comète dans l'atmosphère terrestre.

...En percutant la surface terrestre il explose en fragments. Des millions de tonnes de terre ou de roche sont aussi transformés en fine poussière. L'onde choc incidente se réfléchit. Elle laisse derrière elle une bulle d'air chaud à forte température. L'onde choc incidente se propage latéralement, de manière centrifuge, en allant tout ravager son son passage. Mais l'important, c'est "l'effet-retard". Cet air chaud, plus léger, va s'élever, emporter des millions de tonnes de poussières, de la taille d'un micro, qui peuvent alors séjourner un ou deux ans dans la stratosphère (simplement parce que leur vitesse de chute est très faible). Cette couverture pulvérulente va faire écran au rayonnement solaire.

Fig.12 : Nuit cométaire.

...Dispersée d'abord en longitude, puis en latitude, du fait de la baisse de température et de l'arrêt de la photosynthèse, cet écran va causer la mort d'une grande proportion des êtres vivants, qu'ils soient animaux ou végétaux.

...Notre planète et l'objet d'impacts cométaires, plus ou moins importants. Au début du siècle c'était bien une comète qui était tombée en Sibérie, dans la Toungskaïa. Témoignages : lueur, bruit de tonnerre. Sur place : pas de débris exotiques. Mais les arbres avaient été couchés, comme ceci :

Fig.13 (p019): Les arbres, sur le site de la Toungskaïa. .

...Le fait que les arbres soient restés debout au centre est type de l'impact, non d'un objet, mais de l'action sur le sol d'une onde de choc précédent un objet déjà décomposé ne milliers de fragments.

...Un phénomène semblable s'est produit à Hiroshima, où ce qui a créé des ravages au sol ce ne sont pas des fragments, mais une onde de choc. Ainsi un bâtiment, situé juste au point d'impact, qui a subi l'onde verticalement, est-il resté debout, alors que les bâtiments immédiatement voisins ont été couchés.

...Sur le site de la Toungskaïa les mélèzes situés juste au point d'impact, s'ils étaient restés debouts, avaient été au passage complètement "déshabillés".

...Quand on parle de comète, on évoque parfois le mot "neige sale". Rien ne dit en effet que cette eau gelée, cristallisée, ait pu se constituer en glace dure, comme cela serait le cas si elle était soumise à des forces de pression. Dans une comète, objet de petite taille, les forces cohésive, de gravitation, sont très faibles. Ainsi, ce qui arriverait sur Terre serait peut être .... une boule de neige, de la taille d'une montagne, animée d'une vitesse de chute de plusieurs dizaines de kilomètres par seconde. Cela n'empécherait nullement une onde de choc très intense de se former, synonyme de fort réchauffement de l'air, dans la phase incident et surtout après réflexion, quand toute l'énergie cinétique se trouve transformée en chaleur. L'objet en lui même n'a pas de consistance, mais ce qui est dommageable, c'est son énergie, synonyme de surpression et de choc thermique. En attaquant l'atmosphère dense il crée son onde de choc. Si l'impact avec l'air est assez violent, la prise de contact de la comète avec l'atmosphère est équivalente à une explosion. Après les ravages causés à la Toungskaïa par cette onde de choc, ce qui se suivit pouvait peut être être comparé à une pluie de grêlons.

Fin de cette parenthèse catastrophiste.

Les anneaux de Saturne nous semble être l'exemple de sous-systèmes "totalement relaxés".

...Par contre le sous-système Neptune Pluton, très résonant (rapport des périodes très proche de 3/2) est une structure dissipative.

...Le système solaire est donc un système composite, avec des sous-ensembles "relaxés" et d'autres, non. Les sous-systèmes résonants ont alors leur propre stabilité, comparable à celle des tourbillons de Bénard ou des allées tourbillonnaires de Von Karmann.
...Personnellement je pense que le système solaire présenterait une tendance générale vers un état de relaxation maximale, où tous les éléments obéiraient à des lois dorées, globale (planètes) ou locales (satellites de Saturne et de Jupiter). Et Souriau d'ajouter que cette conjecture demanderait à être confirmée par des simulations numériques, que nous allons entreprendre.

Ici intervient une idée de ma femme Claire, que le problème du système solaire passionne, de longue date, et qui dit :

• Si on trouve dans le système solaire des sous-ensembles relaxés, obéissant à une loi dorée et d'autres résonants, comparables à des sous-systèmes dissipatifs, c'est qu'une perturbation d'origine inconnue s'est produite, sinon le système solaire serait dans un état quasi-relaxé où il n'y aurait pas autant d'anomalies, telles :

• La présence de la Terre sur une orbite "moins non-résonante"

• L'existence d'une ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter

• L'excentricité relativement importante de l'orbite de Mercure.

• La quasi absence d'anneaux autour de Jupiter, alors que Saturne et Uranus en possèdent.

• L'existence d'un noyau métallique dans la terre et celle d'une forte activité tectonique.

• Les inclinaisons de l'orbite de Pluton (18°) et de l'axe de rotation d'Uranus (proche de 90°).

• Les forts écarts de certains satellites de Saturne et de Jupiter vis à vis d'une loi dorée.

...Le système solaire aurait donc pu connaître, antérieurement, une situation plus "assagie", qui aurait été perturbée par un événement important. Plus précisément, Claire pense que la perturbation est intervenue dans le jeune système solaire, en formation, quand les étoiles étaient "en cours d'assagissement" (tendance à la circularisation de leurs orbites, création du plan de l'écliptique) et que certains éléments ont conservé les stigmates locaux du phénomène (les anomalies).

...Il y a quelques années une comète, celle de Schumaker-Lévy, a percuté Jupiter. Fait important, avant l'impact, enregistré par un satellite (il s'était produit sur la face cachée de l'astre), la comète, disloquée par les effets de marée s'était brisée en fragments. Ceci viendra à l'appui, plus loin, d'une hypothèse lancée récemment par Souriau.

...Jupiter possède une immense tache rouge, qui dérive à sa surface. Comme les images de cette tache montrent une intense turbidité, les astronomes en ont déduit qu'elle pourrait correspondre à un phénomène cyclonal, de plus longue durée que les phénomènes atmosphériques terrestres. Jupiter est une planète avec du dur au centre (peut-être de l'hydrogène métallique, pensent certains), du liquide autour (à sa manière, elle possède un océan, qui la recouvre) et une atmosphère, épaisse. Idem pour Saturne et Uranus, planètes géantes. Je me demande personnellement si la tache rouge ne correspondrait pas à la trace d'un impact, celui d'un corps plus léger que le matériau dont est fait l'atmosphère de Jupiter, et qui flotterait à la surface.

...Reste un problème : Pourquoi la Terre possède-t-elle une densité sensiblement plus élevée que celle des autres planètes, ce qui suggère qu'elle possède un noyau métallique ?