Pourquoi le ciel est bleu?

Encore une question d'apparence banale... qui, si on y réfléchit bien, n'est pas facilement explicable. Après tout, la lune donne vue non pas sur un ciel bleu mais bien sur un noir total, semé d'étoiles! Alors que se passe t-il?

Le problème est lié à l'atmosphère. En effet, la Terre a, au contraire de la Lune, une masse suffisante pour avoir une atmosphère. Cette dernière est composée exclusivement de gaz: l'air sec (oxygène, azote, dioxyde de carbone...) et de vapeur d'eau.

La lumière qui éclaire la Terre est apportée par le Soleil. C'est une lumière blanche, qui est donc, de fait, polychromatique! Petit rappel pour ceux qui seraient perdus: une lumière polychromatique est une lumière composée de plusieurs couleurs. Comment c'est possible? Il suffit de décomposer la lumière blanche à l'aide d'un prisme:

Les couleurs obtenues sont les couleurs de l'arc en ciel (comme par hasard!). On associe à chaque couleur une longueur d'onde. Les plus grandes tirent vers le rouge, les plus courtes vers le bleu.

Or, les molécules de l'atmosphère diffusent beaucoup plus les longueurs d'onde très courtes, comme le violet et le bleu, et négligent ainsi les longueurs d'ondes plus grandes.

Le bleu et le violet sont donc plus largement diffusés que les couleurs rouges par l'atmosphère terrestre, qui apparait bleue et donne ainsi au ciel cette couleur si familière!

Par ailleurs, le soleil couchant est rouge car il se situe alors à l'horizon, et Dieu sait que l'atmosphère est plus épaisse à cet endroit là, en raison des nombreuses couches d'air qui s'entassent. Ainsi, les courtes longueurs d'ondes comme le bleu, violet, vert, sont davantage diffusées, si bien que les longueurs d'ondes encore en lice sont plutôt rouges... Et le soleil apparait donc rouge, alors que le ciel prend une jolie teinte rosée voire violette!

Cette explication est applicable au soleil en lui-même, que nous voyons plus jaune que blanc (des satellites nous certifient chaque jour que immaculé est le soleil!). En fait, le manque de bleu provoque un excès de rouge, qui jaunit notre étoile.

Encore un mystère révélé!