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Feuilles, grains de sables, gouttes d'eau

par prenateur69002, le 23/11/2012 à 16:08 - 2733 visites

Bonjour, j'aimerai savoir s'il y a plus de feuilles, de grains de sables ou bien de gouttes d'eau sur terre. Merci de votre réponse.

Réponse du Guichet du savoir

par bml_sci, le 24/11/2012 à 15:41

Réponse du département Sciences et techniques

Question ardue s’il en est. Cela dit, à en croire Emmanuel Kant, il est dans la nature de l’homme de se poser des questions auxquelles il ne peut pas répondre :

La raison humaine est soumise, dans une partie de ses connaissances, à cette condition singulière qu’elle ne peut éviter certaines questions et qu’elle en est accablée. Elles lui sont suggérées par sa nature même, mais elle ne saurait les résoudre, parce qu’elles dépassent sa portée. –Critique de la raison pure, préface de la première édition, texte et traduction libres de droits chez Wikisource.

Cette question, ardue nous l’avons dit, n’en est donc pas moins légitime. Comme toutes les questions posées au Guichet. Et Kant sait qu’elles sont parfois ardues. Comme la vôtre.

Nous devons comparer le nombre de feuilles sur terre, le nombre de gouttes d’eau et le nombre de grains de sable. Bien. Identifions tout d’abord quelques difficultés : le nombre de feuilles sur Terre est toujours changeant, on en trouvera beaucoup plus en été, qu’en hiver, par exemple ; le nombre de gouttes d’eau est également changeant, l’eau pouvant prendre forme gazeuse ou solide et, difficulté supplémentaire, toutes les gouttes d’eau ne font pas le même volume et peuvent changer de volume ; enfin, le nombre de grains de sable est lui-même changeant, les roches s’effritant en permanence. On ajoutera comme difficulté supplémentaire l’expression par vous employée : « sur terre ». Doit-on comprendre sur Terre, notre bonne vieille planète, ou sur terre, c’est-à-dire dans la partie émergée du monde ? Car en vérité, la plupart des gouttes sont dans les océans qui, a contrario, contiennent bien moins de feuilles que n’en supportent les terres émergées.

Faisons fi de ces considérations et acceptons avec humilité que nous ne pourrons répondre que partiellement à votre question et uniquement sur la base d’estimations et d’approximations. Combien de gouttes, de grains et de geuilles, pardon, de feuilles.


Commençons par les grains de sable. Cet été, l’auteur du blog Science étonnante s’est demandé s’il y avait plus de grains de sable sur terre que d’étoiles dans le ciel et est arrivé à l’approximation suivante : il y aurait de l’ordre de 10^23 grains de sable sur terre. Nous vous laissons vérifier ses calculs en détails au lien ci-dessus.
Selon le site Learn something everyday, il y aurait 7 500 millions de milliards (7 500 000 000 000 000 000) de grains de sable sur terre, mais il ne donne pas sa source.
Selon la définition des matériaux granulaires, un grain de sable a une dimension comprise entre 0.063 et 2 mm.


Passons aux gouttes d’eau. Qu’est-ce qu’une goutte d’eau ? Un ensemble de molécules d’H2O, probablement avec quelques éléments supplémentaires si l’eau n’est pas pure. La taille d’une goutte d’eau peut varier. Wikipédia nous apprend que la plus petite gouttelette d’eau analysée comporte 3x10^20 molécules d’eau. C’est un début.
Le volume total d’eau sur Terre est approximativement de 1 360 000 000 km3. Si l’on retire l’eau des glaciers qui n’est pas sous forme de gouttes et que l’on ne garde que les océans, les lacs, les fleuves, les eaux souterraines… on tombe à 1 295 000 000 km3 d’eau, ce qui fait quand même un sacré paquet de molécules et, partant, de gouttes.
Le blog du Monde.fr Passeur de Sciences rapporte une infographie qui nous fait relativiser ce volume d’eau par rapport au volume de la Terre. « L’eau sur Terre est comme une feuille de papier cadeau recouvrant une boule de bowling », nous dit-il. « La Terre est une brune qui se teint en bleu. »

L'image en grand format à cette adresse : http://passeurdesciences.blog.lemonde.f ... volume.jpg
(Crédit : Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution.)


Voyons maintenant les feuilles. Le site de l’INRA a rédigé un dossier Question d’actu en novembre 2007 intitulé : Pourquoi les feuilles tombent ?. Parmi les questions traitées, la dernière est : combien y’a-t-il de feuilles dans une forêt ? Réponse :
Citer:
A l’époque où les feuilles tombent et où certains envisagent de les ramasser, en ville ou dans leur jardin, on peut se demander quels sont le nombre et la surface de feuilles d’un arbre. Le niveau des échanges entre la forêt et l’atmosphère est proportionnel à la surface des feuilles : plus il y a de feuilles, plus la forêt consomme d’eau et fixe de carbone. Ce paramètre s’appelle l’indice de surface foliaire.
Nous mesurons cette donnée en forêt : typiquement pour une forêt feuillue tempérée, il y a entre 5 et 9 ha de feuilles pour un hectare de forêt. La surface d’une feuille est de l’ordre de 15-20 cm2 pour le tilleul, le charme ou le hêtre, de 30 cm2 pour les chênes et peut atteindre 70 cm2 pour le châtaignier. Ainsi, un petit chêne de 15 ans présente une surface foliaire de 15 à 20 m2 soit entre 3000 et 5000 feuilles ! Et pour un hectare de forêt, il faut compter entre 30 à 45 millions de feuilles… Alors à vos brouettes et vos râteaux !

D’après Actu Environnement il y avait en 2007 quatre milliards d’hectares de forêt. Pour actualiser le chiffre à 2012, on sait que treize millions d’hectares de forêt sont détruit chaque années, soit 65 millions depuis 2007, il resterait donc 3 935 000 000 hectares de forêt. Le calcul est donc, en visant au plus haut :
45 millions de feuilles X 3,935 milliards d’hectares = 177 075 000 000 000 000 feuilles.


Alors que faire de tous ces chiffres ? D’abord, il semblerait que malgré un sacré paquet de feuilles mortes à balayer en automne, les feuilles soient loin de tenir la distance face aux ordres de grandeur des gouttes et des grains. Pour le reste, si l’on se contente de la surface de la Terre, le plus petit des grains de sable étant plus gros que la plus petite goutte, nous mettrions notre argent sur les gouttes d’eau. Mais là encore, tout dépend des critères que l’on sélectionne et des définitions choisies pour chaque terme.
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