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Quand la lumière baisse…

Laetitia MESPOUILLE • info@curiokids.net

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ILLUSTRATIONS: Peter Elliott

Chaque automne, quelque chose change au-dessus de nos têtes. Le Soleil se couche plus tôt. Les journées raccourcissent. Et, presque sans que tu t’en rendes compte, toute la nature reçoit le message. Les arbres changent de couleur. Des oiseaux prennent la route. Des insectes se mettent en pause. Les champignons surgissent de dessous les feuilles mortes… Le signal qui déclenche une grande partie de ces bouleversements ? La Lumière. Pourquoi diminue-t-elle si vite en cette période ? Comment les êtres vivants peuvent-ils mesurer la longueur du jour et de la nuit ? Et que font-ils de cette information ? Cet automne, suis le rayon !

Jour-Nuit : match nul

Deux fois par an, la durée de la nuit est égale à la durée du jour. Cela se passe environ vers le 21 septembre (passage à l’automne) et le 21 mars (passage au printemps). Mais pourquoi avons-nous des saisons ? Pour comprendre, fais cette expérience: tiens-toi bien droit. Ensuite, penche un peu sur le côté: voilà, tu imites la Terre. Mais ça ne te suffit toujours pas à comprendre les saisons.

Tu sais que la Terre fait le tour du Soleil en 365 jours et un quart. Ce grand voyage s’appelle une révolution. Mais elle ne le fait pas en étant droite ! La ligne imaginaire qui relie le pôle Nord au pôle Sud est penchée de 23,5°. Et c’est exactement cet angle qui crée les saisons !

Cette inclinaison te montre que les 2 moitiés de la Terre, qu’on appelle les hémisphères, ne se présentent pas de la même manière au Soleil selon les saisons. En été, l’hémisphère Nord est plus exposé au Soleil. Nos journées sont plus longues. En hiver, c’est au tour de l’hémisphère Sud. La Belgique étant dans l’hémisphère Nord, nos journées sont plus courtes.

Et l’automne alors ? Durant sa révolution autour du Soleil, il y a 2 moments où la Terre ne penche pas vers le Soleil (ou l’opposé). À ces moments précis, les 2 hémisphères reçoivent la même quantité de lumière. La durée du jour est égale à celle de la nuit, chez toi et partout ailleurs. C’est ce qu’on appelle l’équinoxe. Ce n’est donc pas la proximité de la Terre avec le Soleil qui crée les saisons. D’ailleurs, en été, la Terre est à son point le plus éloigné du Soleil.

Et la Lune là-dedans ? Elle est à 384 000 km de nous et pourtant, elle est assez puissante pour attirer l’eau des océans et provoquer des marées. Le Soleil aussi mais son effet sur les marées est 2 fois moins important que celui de la Lune. Par contre, 2 fois par mois, à la pleine Lune et à la nouvelle Lune, le Soleil et la Terre sont alignés et leurs effets sur les océans s’additionnent. Résultat: la mer monte plus haut et descend plus bas que d’habitude. Ce sont les marées vive-eau.

Certaines vives-eaux sont d’ailleurs plus impressionnantes que d’habitude ! Aux équinoxes, en mars et en septembre, le Soleil se trouve juste au-dessus de l’équateur. Sa position renforce particulièrement bien l’effet des marées. Pour comprendre ce phénomène, imagine 2 personnes qui poussent une balançoire au bon moment: leurs forces s’additionnent et la balançoire monte plus haut. Pour les océans c’est pareil:

Vive-eau + équinoxe = de très grandes marées !

Et parfois, si la Lune est aussi particulièrement proche de la Terre, elles peuvent être encore plus fortes.

4 minutes de lumière en moins chaque jour

À midi, quand il est l’heure de manger, cherche le Soleil. Ne le regarde pas directement pour protéger tes yeux, mais repère sa position dans le ciel. En septembre, il est encore bien haut. En décembre, à la même heure, il est plus bas et les ombres sont plus longues.

En ce moment, les journées raccourcissent très vite. Nous perdons environ 3 à 4 minutes de lumière par jour ! Si tu compares la position du Soleil tous les jours à la même heure, tu observeras qu’à l’arrivée de l’automne, sa position dans le ciel à midi descend beaucoup plus vite. Même observation au printemps, sa position dans le ciel s’élève très vite chaque jour. Tandis qu’au passage de l’été et de l’hiver, toujours à midi, il te donne l’impression de rester à la même hauteur. Si tu fais l’exercice, tu verras que demain, il sera plus bas que la veille. Le lendemain ? Plus bas encore.

Lors de l’équinoxe, la vitesse à laquelle nous perdons de la lumière (ou gagnons de la lumière au printemps) est plus rapide. Pourquoi ? Revenons à notre balançoire. Quand elle atteint son point le plus haut, c’est l’été. À ce moment, la balançoire ralentit avant d’entamer sa descente. Sur une petite période de temps, tu as l’impression que la balançoire reste au même endroit. Quand elle arrive en bas, elle est au maximum de sa vitesse. Appelons le point le plus bas: l’automne. À cet endroit, la position de la balançoire change très vite sur une toute petite période de temps. Aujourd’hui, nous sommes au milieu du trajet, à l’endroit le plus rapide de la bascule. C’est en cette période que les journées raccourcissent le plus vite.

LE TRUC DE OUF

LE CHAMPIGNON: VÉGÉTAL OU ANIMAL ?

Une plante fabrique sa nourriture avec la lumière du soleil. Un animal, lui, doit la chercher. Et le champignon ? Il doit aussi se nourrir sans bouger. Et d’abord, est-ce un animal ou une plante ? Ni l’un ni l’autre ! Les scientifiques lui ont donné un règne rien qu’à lui. Le règne fongique. Autre surprise: ce que tu ramasses en forêt n’est pas le champignon, c’est seulement son fruit, développé pour assurer la reproduction. Le véritable organisme est caché sous tes pieds. Il s’agit d’un immense réseau de filaments blancs, le mycélium, qui s’étend sur plusieurs mètres, voire des kilomètres chez certaines espèces. Ne pouvant réaliser la photosynthèse, le champignon se nourrit via le mycélium de matière organique morte ou en décomposition comme les feuilles ou en parasitant certains êtres vivants. Alors pourquoi sort-il en automne ? Parce que fabriquer ce fruit demande énormément d’eau. L’humidité est donc l’élément clé. Le mycélium travaille toute l’année dans le noir, mais il attend la pluie. Quand elle arrive et que le sol est encore tiède, c’est le signal: en quelques jours, les chapeaux percent la litière de feuilles. Puis le gel arrivera, et tout s’arrêtera…

Le changement de couleurs

Un arbre n’a pas non plus de calendrier intégré. Pourtant, il sait exactement quand diminuer son activité. Pour cela, il compte sur la lumière. Des journées plus courtes, des nuits de plus en plus fraîches… le message est clair, l’hiver approche. Alors il coupe les vivres et cesse de fabriquer sa chlorophylle, le pigment vert qui colore les feuilles et qui sert surtout à capter l’énergie du Soleil. Et là, surprise: la feuille vire au jaune et à l’orange. Ces couleurs sont-elles nouvelles ? Pas vraiment. Elles étaient là depuis le printemps, c’est juste que tu ne pouvais pas les voir. La couleur jaune/orange vient de pigments appelés caroténoïdes, les mêmes qui donnent la couleur orange à la carotte. Mais au printemps, la chlorophylle est tellement abondante que la couleur verte domine et cache les autres teintes.

La couleur rouge, elle, c’est une autre histoire. Elle vient d’une autre molécule produite par l’arbre lui‑même: l’anthocyane. Certaines essences d’arbres la produisent à la fin de l’été. Sa fonction est de protéger l’arbre des rayons intensifs du Soleil, un peu comme une crème solaire, le temps qu’il rassemble ses nutriments dans les branches et les racines.

BIG DATA

365 jours, 5 heures, 48 minutes et 45 secondes
la durée exacte d’une révolution complète de la Terre autour du Soleil.

16 m
l’amplitude spectaculaire (marnage) que peuvent atteindre les grandes marées lors de l’équinoxe dans la baie du Mont-Saint-Michel.

70 000 km le voyage annuel aller-retour
accompli par la sterne arctique d’un pôle à l’autre.

4000 km
la distance sur laquelle une expérience scientifique a été réalisée pour comprendre comment les adultes peuvent corriger leur trajectoire durant les migrations.

3 560 900
le nombre impressionnant d’oiseaux migrateurs en passage sur une année en Belgique selon le réseau d’observation Trektellen.

30 ans
c’est le temps nécessaire aux chercheurs pour sélectionner et tester une nouvelle variété d’arbres résilients au climat.

ACTU science

FLEX LE SATELLITE

Tu te souviens de la feuille qui vire au jaune ? Elle est en retard. Quand la couleur apparait, l’arbre a déjà ralenti son rythme depuis des semaines. Une feuille peut rester bien verte alors qu’elle ne réalise presque plus de photosynthèse. Comment le savoir ? En surveillant sa lueur. Éclairée par le soleil, une feuille renvoie un faible rayonnement rouge, bien trop faible pour être capté par ton œil. C’est de la fluorescence. Ce n’est pas un simple reflet, c’est de l’énergie qu’elle n’a pas utilisé et qu’elle renvoie. Cette lueur change dès que la photosynthèse ralentit.

Dans la nuit du 14 septembre 2026, une fusée Vega-C a emporté FLEX, un satellite européen construit exprès pour la mesurer. Son instrument embarqué, appelé FLORIS, cartographie les plantes du monde entier, par carrés de 300 m de côté. Cette mission, ne fait que mesurer la «lueur rouge», elle identifie aussi si les arbres sont en souffrance. Par exemple, nos forêts ont souffert de la canicule et pourtant les feuilles sont restées vertes longtemps. En revanche, la lueur rouge, elle, variera si les arbres souffrent du manque d’eau ou d’une invasion par des insectes. Repérer le problème avant que nous puissions le voir: voilà la mission de FLEX.

Le selfie du jour

LE PAON-DU-JOUR

Fin septembre, le paon-de-jour passe ses journées sur les feuilles de lierre. Il boit du nectar, encore et encore. Ce n’est pas qu’il est gourmand, c’est qu’il fait le plein de carburant pour 6 mois. Ce papillon, tu le connais bien. Ailes ouvertes, c’est une splendeur. Grand de 7 cm d’envergure, il est de couleur rouge brique, avec 4 énormes yeux «dessinés» sur ses ailes. Ce sont de faux yeux évidemment, qu’on appelle ocelles. Leur utilité ? Faire peur aux oiseaux affamés. Car ce papillon-là ne part pas en voyage et ne meurt pas non plus en hiver. Sa combine à lui, c’est de se planquer tout l’hiver et de fonctionner au ralenti. Le plus étonnant pour le départ au dodo n’est pas la chute de température mais la diminution de la luminosité journalière. À mesure que les journées raccourcissent, son corps comprends le message et se met en veille. Il arrête de manger, respire plus lentement et cherche un abri sombre tel un tas de bois, ton chalet de jardin ou une fente dans le mur. Ce phénomène s’appelle la diapause. Et pour se protéger des gelées, son corps synthétise une molécule particulière. Il a tout compris celui-là.

Chacun sa combine pour passer l’hiver

1) LA MIGRATION

Les oiseaux qui ne mangent que des insectes filent vers le sud entre la mi-août et la mi‑novembre. Et même certains papillons, comme le vulcain.

Fin août, l’hirondelle par exemple, ne part pas parce qu’il fait froid – il fait encore souvent chaud – elle part parce que les journées raccourcissent. Son horloge intérieure identifie ce phénomène et donne le signal du départ. Et comme elle ne mange que des insectes attrapés en plein vol, elle sait aussi qu’ils vont bientôt manquer. Reste à trouver le chemin vers les destinations chaudes. Les oiseaux ont plusieurs boussoles. Ceux qui voyagent le jour se repèrent sur le Soleil. Pour les vols de nuit, ils se calent sur les étoiles. Les oisillons apprennent les constellations dès leur première semaine de vie. Et surtout, ils perçoivent le champ magnétique de la Terre grâce à des molécules logées dans leurs yeux. On appelle cela la magnétoréception. Les chercheurs pensent qu’ils voient le champ magnétique comme s’il se superposait au paysage.

Se trompent-ils parfois dans leur destination ? Oui, ça arrive. Un jeune suit un cap par instinct. S’il est déporté par une tempête, il poursuit sa trajectoire sans la corriger. L’adulte, lui, a déjà fait le voyage. Il connait le chemin par cœur. S’il s’égare, il s’en rend compte et rectifie son vol.

2) L’HIB(V)ERNATION

Le hérisson, le loir, la marmotte, les chauves-souris s’endorment pour de bon: leur température chute, leur cœur bat jusqu’à 10 fois moins vite, leur respiration devient très lente et ils vivent sur leurs réserves de graisse corporelle.

À ne pas confondre avec l’hivernation qui consiste à passer l’hiver à l’abri. L’écureuil roux, l’ours, le blaireau, la tortue ou la grenouille par exemple, somnolent sans se refroidir. Ils se réveillent souvent… et doivent donc manger. D’où les noisettes cachées partout dès septembre !

Et quand il gèle ? Le danger n’est pas le froid, mais les cristaux de glace. En se formant, ces cristaux développent des bords coupants, capables de déchirer les cellules de l’intérieur. Pour éviter la mort, de nombreuses espèces animales ont développé leur propre parade: l’antigel ! Il existe 2 méthodes: la 1^e empêche la glace de se former en bourrant son corps avec des molécules spéciales appelées glycérol, lequel diminue la température à laquelle les cristaux se forment. Pour être plus efficace, certains animaux vident leur intestin et éliminent la moindre poussière. Car un cristal a toujours besoin d’un point de départ pour se former. Grâce à cette combine, la chenille canadienne résiste à des températures aussi basses que -38 °C.

La 2^e méthode consiste à geler exprès. Mais pas partout. Les sections qui gèlent sont les espaces entre les cellules, et pas à l’intérieur. Ainsi, la grenouille d’Amérique du Nord laisse geler les 2/3 de l’eau qui la compose. Son cœur s’arrête, elle ne respire plus pendant des mois. Au printemps, elle dégèle et repart !

3) LA DIAPAUSE

Chez la coccinelle, le moustique ou le paon-du-jour, ainsi que chez certains végétaux, on se planque dans le noir et c’est le développement et la reproduction qui se mettent sur pause, déclenchée par des signaux environnementaux défavorables (pas forcément l’hiver et le froid).

LE P’TIT DICO

RÉVOLUTION :
C’est le trajet complet d’un astre, comme la Terre, autour d’un autre. La révolution de la Terre autour du soleil dure un peu plus de 365 jours.

CHLOROPHYLLE :
Pigment vert des plantes qui capte l’énergie de la lumière pour permettre la photosynthèse.

PHOTOSYNTHÈSE :
C’est la façon dont les plantes fabriquent leur nourriture. Imagine que les plantes sont de petites cuisinières. Pour préparer leur repas, elles ont besoin de 3 ingrédients : la lumière du Soleil, de l’eau, qu’elles prennent avec leurs racines, et du dioxyde de carbone, présent dans l’air. Grâce à leurs feuilles, les plantes mélangent tout cela et fabriquent du sucre, qui leur donne de l’énergie pour grandir. En même temps, elles rejettent dans l’air l’oxygène, le gaz que nous respirons !

CHAMP MAGNÉTIQUE :
C’est une force invisible qui transforme notre planète en un énorme aimant et agit comme un bouclier protecteur.

Ton p’tit LABO

Une expérience à faire avec Curiokids: « Rouge, jaune, verte, pourquoi les feuilles changent-elles de couleur à l’automne ?»