Mars (planète)

Comparution

Mars est une planète terrestre et faite de roche. Le sol y est rouge à cause de l'oxyde de fer (rouille) présent dans les roches et la poussière. L'atmosphère de la planète est très fine. Elle est principalement composée de dioxyde de carbone, avec un peu d'argon et d'azote et d'infimes quantités d'autres gaz, dont l'oxygène. Les températures sur Mars sont plus froides que sur Terre, car elle est plus éloignée du Soleil et a moins d'air pour conserver la chaleur. Il y a de la glace d'eau et du dioxyde de carbone gelé aux pôles nord et sud. Mars n'a pas d'eau liquide à la surface actuellement, mais les signes de ruissellement à la surface ont probablement été causés par l'eau.

L'épaisseur moyenne de la croûte terrestre est d'environ 50 km, avec une épaisseur maximale de 125 km.

Lunes

Mars possède deux petites lunes, appelées Phobos et Deimos.

Surface avec des rochers partout photographiés par Mars Pathfinder

Géographie physique

Rotation

Un jour martien s'appelle un sol, et est un peu plus long qu'un jour terrestre. Mars tourne en 24 heures et 37 minutes. Elle tourne sur un axe incliné, tout comme la Terre, ce qui fait qu'elle a quatre saisons différentes. De toutes les planètes du système solaire, les saisons de Mars sont les plus proches de celles de la Terre, en raison de leur inclinaison axiale similaire. La longueur des saisons martiennes est presque deux fois plus longue que celle de la Terre, car la plus grande distance de Mars par rapport au Soleil fait que l'année martienne dure presque deux années terrestres.

Les températures de surface martiennes varient d'un minimum d'environ -143 °C (dans les calottes polaires d'hiver) à un maximum de 35 °C (en été équatorial). Cette large gamme de températures est principalement due à la minceur de l'atmosphère qui ne peut pas stocker beaucoup de chaleur solaire. La planète est également 1,52 fois plus éloignée du Soleil que la Terre, ce qui ne représente que 43 % de la quantité de lumière solaire.

Eau

Un rapport de 2015 indique que les traînées sombres martiennes à la surface ont été affectées par l'eau.

L'eau liquide ne peut pas exister à la surface de Mars en raison de sa faible pression atmosphérique (il n'y a pas assez d'air pour la retenir), sauf aux plus basses altitudes pendant de courtes périodes. Les deux calottes glaciaires polaires semblent être composées en grande partie d'eau gelée. La quantité de glace dans la calotte polaire sud, si elle fondait, serait suffisante pour couvrir toute la surface de la planète à 11 mètres de profondeur. Un manteau de permafrost s'étend du pôle aux latitudes d'environ 60°.

Les preuves géologiques recueillies par les missions non habitées suggèrent que Mars avait autrefois beaucoup d'eau liquide à sa surface. En 2005, les données radar ont révélé la présence de grandes quantités de glace d'eau aux pôles et aux latitudes moyennes. En mars 2007, le rover martien Spirit a échantillonné des composés chimiques contenant des molécules d'eau. L'atterrisseur Phoenix a trouvé de la glace d'eau dans le sol martien peu profond en juillet 2008. Les formes de terrain observées sur Mars suggèrent fortement que de l'eau liquide a existé à un moment donné à la surface de la planète. D'énormes zones de sol ont été raclées et érodées.

Capsules polaires

Mars possède deux calottes glaciaires polaires permanentes. Pendant l'hiver polaire, elle se trouve dans une obscurité permanente, refroidissant la surface et provoquant le dépôt de 25 à 30 % de l'atmosphère en plaques de glace de _CO2 (glace sèche). Lorsque les pôles sont à nouveau exposés à la lumière du soleil, le _CO2 gelé se sublime (se transforme en vapeur), créant des vents énormes qui balayent les pôles à une vitesse pouvant atteindre 400 km/h. Chaque saison, cela déplace de grandes quantités de poussière et de vapeur d'eau, donnant lieu à un gel semblable à celui de la Terre et à de grands cirrus et tempêtes de poussière. Des nuages de glace d'eau ont été photographiés par le rover Opportunity en 2004.

Les calottes polaires aux deux pôles sont principalement constituées de glace d'eau.

Atmosphère

Mars a une atmosphère très mince avec à peine de l'oxygène (c'est surtout du dioxyde de carbone). Comme il y a une atmosphère, aussi mince soit-elle, le ciel change de couleur lorsque le soleil se lève et se couche. La poussière dans l'atmosphère martienne rend les couchers de soleil martiens quelque peu bleus. L'atmosphère de Mars est trop mince pour protéger Mars des météores, c'est pourquoi Mars possède tant de cratères.

Cratères de météorites

Après la formation des planètes, tous ont connu le "bombardement tardif". Environ 60% de la surface de Mars montre un record d'impacts de cette époque. Une grande partie de la surface restante se trouve probablement au-dessus des immenses bassins d'impact causés par ces événements. Il existe des preuves de l'existence d'un énorme bassin d'impact dans l'hémisphère nord de Mars, s'étendant sur 10 600 par 8 500 km (6 600 par 5 300 mi), soit environ quatre fois plus grand que le plus grand bassin d'impact jamais découvert. Cette théorie suggère que Mars a été frappée par un corps de la taille de Pluton il y a environ quatre milliards d'années. On pense que cet événement est à l'origine de la différence entre les hémisphères martiens. Il a créé le bassin lisse de Borealis qui couvre 40 % de la planète.

Certains météorites ont frappé Mars avec une telle force que quelques morceaux de Mars se sont envolés dans l'espace - même vers la Terre ! On trouve parfois sur Terre des roches dont les produits chimiques sont exactement comme ceux des roches martiennes. Ces roches semblent également être tombées très rapidement dans l'atmosphère, il est donc raisonnable de penser qu'elles proviennent de Mars.

Géographie

Mars abrite la plus haute montagne connue du système solaire, Olympus Mons. Olympus Mons a une hauteur d'environ 27 kilomètres. C'est plus de trois fois la hauteur de la plus haute montagne de la Terre, le mont Everest. Il abrite également les Valles Marineris, le troisième plus grand système de rift (canyon) du système solaire, long de 4 000 km.

Photo microscopique prise par Opportunity montrant une concrétion grise d'hématite, suggérant la présence passée d'eau liquide

Observation de Mars

Nos observations et enregistrements de Mars commencent avec les astronomes de l'Égypte ancienne au 2e millénaire avant J.-C.

Des observations détaillées de l'emplacement de Mars ont été faites par des astronomes babyloniens qui ont développé des méthodes utilisant les mathématiques pour prédire la position future de la planète. Les philosophes et les astronomes de la Grèce antique ont développé un modèle du système solaire avec la Terre au centre ("géocentrique"), au lieu du soleil. Ils ont utilisé ce modèle pour expliquer les mouvements de la planète. Les astronomes indiens et islamiques ont estimé la taille de Mars et sa distance par rapport à la Terre. Des travaux similaires ont été réalisés par des astronomes chinois.

Au XVIe siècle, Nicolas Copernic a proposé un modèle du système solaire dans lequel les planètes suivent des orbites circulaires autour du Soleil. Ce modèle "héliocentrique" a été le début de l'astronomie moderne. Il a été révisé par Johannes Kepler, qui a donné une orbite elliptique pour Mars qui correspond mieux aux données de nos observations.

Les premières observations de Mars au télescope ont été faites par Galileo Galilei en 1610. En un siècle, les astronomes ont découvert des caractéristiques distinctes d'albédo (changements de luminosité) sur la planète, notamment la tache sombre et les calottes glaciaires polaires. Ils ont pu déterminer le jour (période de rotation) et l'inclinaison axiale de la planète.

De meilleurs télescopes mis au point au début du XIXe siècle ont permis de cartographier en détail les caractéristiques de l'albédo martien permanent. La première carte brute de Mars a été publiée en 1840, suivie de meilleures cartes à partir de 1877. Les astronomes pensaient à tort avoir détecté la marque spectroscopique de l'eau dans l'atmosphère martienne, et l'idée de la vie sur Mars est devenue populaire auprès du public.

Depuis les années 1870, on observe sur Mars des nuages jaunes, qui sont du sable ou de la poussière soufflés par le vent. Au cours des années 1920, on a mesuré la plage de température de la surface martienne ; elle allait de -85 à 7 ^oC. On a constaté que l'atmosphère de la planète était aride et qu'elle ne contenait que des traces d'oxygène et d'eau. En 1947, Gerard Kuiper a montré que la fine atmosphère martienne contenait beaucoup de dioxyde de carbone, soit environ le double de la quantité trouvée dans l'atmosphère terrestre. La première désignation standard des caractéristiques de la surface de Mars a été fixée en 1960 par l'Union astronomique internationale.

Depuis les années 1960, de nombreux vaisseaux spatiaux et rovers robotisés ont été envoyés pour explorer Mars depuis l'orbite et la surface. La planète est restée sous observation par des instruments terrestres et spatiaux dans une large gamme du spectre électromagnétique (lumière visible, infrarouge et autres). La découverte sur Terre de météorites provenant de Mars a permis d'examiner en laboratoire les conditions chimiques de la planète.

Les "canaux" martiens

Pendant l'opposition de 1877, l'astronome italien Giovanni Schiaparelli a utilisé un télescope de 22 cm pour aider à produire la première carte détaillée de Mars. Ce qui a attiré l'attention des gens, c'est que les cartes comportaient des éléments qu'il a appelés canali. Il a ensuite été démontré qu'il s'agissait d'une illusion d'optique (non réelle). Ces canali étaient supposés être de longues lignes droites à la surface de Mars auxquelles il donna le nom de célèbres rivières sur Terre. Son terme "canali" a été traduit en anglais par "canaux", et on pensait qu'il était le fait d'êtres intelligents.

D'autres astronomes pensaient pouvoir voir les canaux également, notamment l'astronome américain Percival Lowell qui a dessiné les cartes d'un réseau artificiel de canaux sur Mars.

Bien que ces résultats aient été largement acceptés, ils ont été contestés. L'astronome grec Eugène M. Antoniadi et le naturaliste anglais Alfred Russel Wallace sont contre cette idée ; Wallace est très franc. Avec l'utilisation de télescopes plus grands et plus performants, on observe moins de canaux longs et droits. Lors d'une observation faite en 1909 par Flammarion avec un télescope de 84 cm, des motifs irréguliers ont été observés, mais aucun canali n'a été vu.

Un dessin en couleur de Mars réalisé en 1877 par l'astronome français Trouvelot

La vie sur Mars

Parce que Mars est l'une des planètes les plus proches de la Terre dans le système solaire, beaucoup se sont demandés s'il y avait une forme de vie sur Mars. Aujourd'hui, nous savons que ce type de vie, s'il y en a, serait un simple organisme de type bactérien.

Météorites

La NASA tient un catalogue de 34 météorites martiennes, c'est-à-dire des météorites qui proviennent de Mars. Ces ressources sont très précieuses puisqu'elles sont les seuls échantillons physiques de Mars disponibles.

Des études menées au Centre spatial Johnson de la NASA montrent qu'au moins trois des météorites contiennent des preuves possibles de vie passée sur Mars, sous la forme de structures microscopiques ressemblant à des bactéries fossilisées (appelées biomorphes). Bien que les preuves scientifiques recueillies soient fiables et que les roches soient correctement décrites, on ne sait pas exactement à quoi elles ressemblent. À ce jour, les scientifiques essaient toujours de s'accorder sur le fait qu'il s'agit vraiment de preuves de la vie simple sur Mars.

Au cours des dernières décennies, les scientifiques se sont accordés sur le fait que l'utilisation de météorites provenant d'autres planètes trouvées sur Terre (ou de roches ramenées sur Terre) nécessite diverses mesures pour assurer la vie. Ces choses comprennent :

1. La roche vient-elle du bon moment et du bon endroit sur la planète pour que la vie existe ?
2. L'échantillon contient-il des traces de cellules bactériennes (montre-t-il des fossiles d'un certain type, même s'ils sont très petits) ?
3. Y a-t-il des preuves de l'existence de biominéraux ? (minéraux généralement causés par des êtres vivants)
4. Y a-t-il des preuves de la présence d'isotopes typiques de la vie ?
5. Les caractéristiques font-elles partie de la météorite, et non d'une contamination provenant de la Terre ?

Pour que les gens s'entendent sur la vie passée dans un échantillon géologique, il faut que la plupart ou la totalité de ces éléments soient réunis. Ce n'est pas encore le cas, mais les enquêtes sont toujours en cours. Les réexamens des biomorphes trouvés dans les trois météorites martiennes sont en cours.

L'importance de l'eau

L'eau liquide est nécessaire à la vie et au métabolisme, donc si l'eau était présente sur Mars, les chances de voir la vie évoluer sont améliorées. Les orbiteurs Viking ont trouvé des preuves de la présence possible de vallées fluviales dans de nombreuses régions, d'érosion et, dans l'hémisphère sud, de cours d'eau ramifiés. Depuis lors, les rovers et les orbiteurs ont également regardé de près et ont finalement prouvé que de l'eau était à la surface à un moment donné, et qu'elle se trouve toujours sous forme de glace dans les calottes glaciaires polaires et sous terre.

Aujourd'hui

Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pas trouvé de vie sur Mars, qu'elle soit vivante ou éteinte. Plusieurs sondes spatiales se sont rendues sur Mars pour l'étudier. Certaines ont tourné autour de la planète et d'autres s'y sont posées. Il existe des images de la surface de Mars qui ont été renvoyées sur Terre par les sondes. Certaines personnes sont intéressées par l'envoi d'astronautes pour visiter Mars. Ils pourraient faire une meilleure recherche, mais y envoyer des astronautes serait difficile et coûteux. Les astronautes seraient dans l'espace pendant de nombreuses années, et cela pourrait être très dangereux à cause des radiations du soleil. Jusqu'à présent, nous n'avons envoyé que des sondes non habitées.

La sonde la plus récente sur la planète est le Mars Science Laboratory. Elle s'est posée sur Aeolis Palus dans le cratère de Gale sur Mars le 6 août 2012. Elle a emporté avec elle un explorateur mobile appelé "Curiosity". Il s'agit de la sonde spatiale la plus avancée jamais réalisée. Curiosity a déterré le sol martien et l'a étudié dans son laboratoire. Elle a trouvé des molécules de soufre, de chlore et d'eau.

Culture populaire

Quelques histoires célèbres ont été écrites sur cette idée. Les écrivains ont utilisé le nom de "Martiens" pour désigner les êtres intelligents de Mars. En 1898, H. G. Wells a écrit The War of the Worlds, un roman célèbre sur les Martiens qui attaquent la Terre. En 1938, Orson Welles a diffusé une version radiophonique de cette histoire aux États-Unis, et beaucoup de gens ont pensé que cela se passait vraiment et ont eu très peur. À partir de 1912, Edgar Rice Burroughs a écrit plusieurs romans sur les aventures sur Mars.