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Description unique des fonctions définies sur la sphère par les harmoniques sphériques, un équivalent des séries de Fourier pour les fonctions définies sur le cercle. Exemple de la reconstruction de la topographie terrestre.

Datation de la formation de la Terre : de l'usage des récits de la création, aux approches scientifiques qualitatives (évolution biologique et observations géologiques) puis quantitatives (lois de la thermique et radioactivité).

Quelle vision les géophysiciens et les géodésiens ont-ils de la forme de la Terre en 2019 ? Pour un géophysicien, la notion de “forme” de la Terre regroupe plusieurs concepts différents tels que le potentiel de pesanteur, le géoïde, la notion d'altitude. Détail de ces concepts et de leur mesure, quelques exemples de leur utilisation contemporaine ainsi que de leur suivi temporel.

Après le calcul de Newton pour une Terre ellipsoïdale homogène en rotation axiale, Clairaut résout le calcul de l'aplatissement pour une Terre plus réaliste, stratifiée en couches de densités différentes, grâce à un système d'équations toujours utilisées de nos jours.

La Terre sphérique est la façon la plus simple d'approximer la forme de la Terre globale. Au niveau d'approximation suivant, la Terre prend à peu près la forme d'un ellipsoïde de révolution aplati aux pôles et renflé à l'équateur. C'est Newton qui, en 1687, réussit le premier à montrer ce résultat dans le cas particulier où la Terre serait homogène. Il le fit “sans sortir de chez lui”, c'est-à-dire par le calcul, comme l'écrivit Voltaire pour railler ceux qui partirent réaliser les mesures au pôle et à l'équateur.

Pourquoi la Terre est sphérique (parce que les montagnes ne peuvent pas être trop hautes) et rayon critique pour la sphéricité des astres. Sismologie et mise en évidence de la sphéricité des enveloppes internes de la Terre.

Les environnements volcaniques abritent des formes de vie originales, encore inconnues il y a une trentaine d'années. Leur découverte a bouleversé l'arbre phylogénétique en imposant un troisième domaine du vivant. Nous présentons les principaux extrémophiles présents dans les environnements volcaniques avant d'aborder les extrémophiles totalement indépendants du volcanisme. Dans de nombreux cas, nous verrons que l'humanité n'a pas tardé à utiliser ces extrémophiles à des fins pratiques. Enfin, la découverte et l'étude des extrémophiles nous ont amenés à regarder d'un œil nouveau les théories de l'apparition de la vie sur Terre, sur son maintien pendant les époques difficiles, et sur son existence possible ailleurs dans le système solaire.

L'expédition en Laponie de 1736-1737 dans son contexte, éléments historiques sur l'organisation des recherches scientifiques au XVIIIème siècle. Une telle expédition mobilisait des savants connus et nécessitait des moyens logistiques importants, elle ne pouvait pas être entreprise sans appuis officiels au plus haut niveau.

Les mesures de pesanteur et de distances qui ont permis d'attester l'aplatissement de la Terre selon son axe de rotation (Terre ellipsoïdale aplatie aux pôles).

Les mesures de méridien effectuées à la fin du XVIIème et au début du XVIIIème siècle sont situées dans leur contexte scientifique et institutionnel. En plus de leur intérêt pratique pour la cartographie, ces mesures sont importantes pour le débat entre les partisans de Descartes (Terre allongée aux pôles) et de Newton (Terre aplatie aux pôles). L'arc de méridien Dunkerque-Paris-Collioure va-t-il permettre de conclure ?

Rappel de quelques jalons de la pensée grecque aux sources de la science occidentale, et du contexte des premières tentatives de détermination de la forme de la Terre, généralement attribuées au philosophe alexandrin Ératosthène, au IIème siècle avant J-C.

Variation de la pesanteur avec la latitude, forme de la Terre, force centrifuge et développement théoriques pour expliquer les observations.

Réflexion sur l'enseignement des sciences de la vie et de la Terre, et sur la formation à l'esprit scientifique.

Histoire de la description mathématique de la forme de la Terre.

Reconnaissance et classification des météorites. Apport à la compréhension de la formation du système solaire et de la Terre. Vie et météorites.

D'une Terre sphérique à une Terre ellipsoïde aplatie. Évolution des idées, calculs historiques.

Les fossiles, la formation de la Terre, les molécules organiques dans l'univers... et ce qu'il reste à comprendre pour faire naître la vie sur Terre.

Rappels historiques, géodésie spatiale, forme et déformation de la Terre, mouvements des plaques, champ de gravité.

Apport de l'étude de quatre diamants d'origines différentes à la connaissance de la Terre profonde, du milieu interstellaire, de la formation des chaînes de montagne et des impacts météoritiques.

Rappels historiques sur la détermination de la forme de la Terre. Mécanique de la déformation interne de la Terre.