« Papa Maman, pourquoi le ciel est-il bleu ? ». Junior vous prend au dépourvu car cette question, avouez-le, vous vous l’êtes posée aussi… sans forcément aller chercher la réponse faute de temps. À L’Atelier STABILO, parce qu’on s’y connaît en couleurs, on a résolu ces énigmes chromatiques et scientifiques. Et comme des aurores boréales ont eu lieu il y a quelques jours en France, voici donc le fil rouge de cet article : quelques faits très colorés pour éveiller votre curiosité, répondre à celle de vos enfants et voir la vie en rose !
Notre astre couleur
Peut-être avez-vous la main verte ? Mais savez-vous pourquoi votre pelouse est verte, elle aussi ? La couleur bleue du ciel vous a-t-elle déjà intrigué ? Ou bien le jaune du Soleil sur le dessin de votre enfant ? Nous ne percevons que ce qui est possible de voir pour nos yeux d’êtres humains. Et en la matière, nous ne sommes pas les champions de la vue des couleurs. Quoiqu’on en pense, il y a des animaux bien plus forts que nous (cela fera un prochain article, tiens). C’est le Soleil - en fait la lumière du Soleil - qui détermine la couleur du ciel et de bien d’autres choses. Notre astre peut d’ailleurs être blanc, bleu, vert ou même mauve et non pas jaune comme nous le pensons et le dessinons. En fait, tout cela se résume souvent à une simple addition de couleurs primaires. Autrement dit, une petite révision de vos cours de Sciences de la Vie et de la Terre ! Et comme tout le monde aime les couleurs, voici donc nos trois sujets sur les origines et les secrets des couleurs du monde !
Pourquoi le ciel est-il bleu ?
C’est le Soleil ainsi que notre atmosphère qui apportent tous deux leur contribution à ce phénomène. La lumière du Soleil émet chaque couleur de l’arc-en-ciel comme le rouge, le vert ou bien le bleu. Ainsi, lors de son voyage du Soleil à la Terre, cette lumière se disperse dans notre atmosphère, qui elle, favorise la dispersion des ondes lumineuses courtes… comme celle du bleu, encore une fois. Plus le rayonnement est de petite longueur d'onde, plus il est diffusé. Ainsi le bleu (d'une longueur d'onde de 400 nm) sera beaucoup plus diffusé dans l'atmosphère que le rouge (d'une longueur d'onde de 800 nm).
C’est de cette manière que la lumière bleue se disperse, reflète et nous fait apparaître un joli ciel bleu. Les ondes lumineuses plus longues, comme le rouge ou l’orange, doivent parcourir une plus grande distance dans l’atmosphère. C’est pourquoi le soir ou bien à l’aube, lorsque le Soleil est bas, la lumière parcourt plus de distance pour atteindre notre Terre, entraînant alors les phénomènes de ciel aux couleurs rouge-orangé aux levers et couchers du Soleil. La nuit, puisque la lumière du Soleil n'est plus présente, le ciel n'a aucune couleur et apparaît noir.
Pourquoi les feuilles sont-elles vertes au printemps puis jaunes à l’automne ?
Si les feuilles des arbres sont vertes, comme la plupart des végétaux, c’est encore une fois la lumière de notre Soleil qui est en cause. En fait, la chlorophylle, pigment vert abondant dans les végétaux, absorbe la lumière multicolore du Soleil mais pas entièrement. La lumière verte, elle, réfléchit sur la feuille. C’est aussi ce pigment qui est à l’origine de la photosynthèse : le processus de transformation de l’énergie lumineuse en énergie chimique (organique) : c’est ce qui permet aux végétaux de vivre et de grandir…. Et de nous apporter de l’oxygène, mais c’est une autre histoire (encore une idée d’article). On notera tout de même que toute la vie à la surface de la Terre dépend donc de ces petits granules verts situés dans la profondeur des cellules végétales !
Mais alors, pourquoi les feuilles changent-elles de couleurs en automne ?
Ah, l’automne et ses couleurs ! De l’orange, du marron ou du rouge parfois, des journées de moins en moins lumineuses et des températures qui baissent ? Et bien comme lorsque nous, êtres humains, allumons notre chauffage pour nous préparer à l’arrivée du froid, l’arbre s’y prépare aussi. Ainsi, ces variations de température et de lumière entraînent une dégradation de la chlorophylle. Elle laisse place à d’autres pigments que possède la feuille, plus jaunes ou rouge-orangé. Ensuite, l’arbre se « débarrasse » simplement de ses feuilles : elles tombent. L’arbre limite ainsi sa croissance et garde son énergie dans son tronc pendant l’hiver.
Pourquoi les aurores boréales changent-elles de couleur ?
Les aurores boréales sont des phénomènes somptueux qui attirent nombre de touristes en Laponie… et parfois, comme ce mois de février 2023, dans le Nord de la France. De longs voiles lumineux apparaissent dans le ciel de la nuit et l’emplissent de traînées colorées vertes, rouges ou même bleu-mauve. Mais pourquoi et comment changent-elles donc de couleurs ? Si ce spectacle naturel est courant dans les pays du Grand Nord, il demeure extrêmement rare dans un pays comme la France où « elles sont observables environ tous les dix ans, à condition que l'éruption solaire soit suffisamment forte et orientée dans la bonne direction » (AFP).
Les aurores boréales (au nord) ou australes (au sud) sont provoquées par des éruptions solaires. Le Soleil (décidemment partout lorsqu’on parle couleurs ou lumière) et les pôles magnétiques en sont les facteurs. Une aurore boréale se forme lorsque des « particules chargées » rentrent en collision avec les gaz présents en altitude. Ces différents gaz sont guidés par les champs magnétiques, ce qui donne l’impression qu’elles sont en mouvement.
Ensuite, concernant les couleurs qu’elles arborent, elles dépendent des conditions de la collision. « Cette différence de couleur est due à l’altitude à laquelle les aurores se forment. En-dessous de 100 kilomètres, l’oxygène est moins dense dans l’atmosphère et les particules d’azote produisent des émissions lumineuses bleues et mauves. Entre 100 et 240 kilomètres d’altitude, la collision entre les particules solaires et les molécules d’oxygène provoque l’apparition des fameuses lueurs vertes. Enfin, plus haut, au-delà de 240 kilomètres, l’oxygène émet des aurores de couleur rouge ».
Il ne nous reste plus qu’à vous souhaiter une journée (ou une soirée) tout en couleurs !
Sources :
https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/astronomie-soleil-il-jaune-6361/
https://www.centredessciencesdemontreal.com/blogue/pourquoi-le-ciel-est-il-bleu
https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/plantes-et-vegetaux/pourquoi-les-feuilles-des-arbres-sont-elles-vertes_154896
https://www.asc-csa.gc.ca/fra/astronomie/aurores-boreales/couleurs-des-aurores-boreales.asp
https://www.geo.fr/environnement/aurores-boreales-comment-le-soleil-illumine-les-nuits-polaires-145858