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La planète Mars, ses mystères et ce qu'elle peut nous apprendre
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“ Spirit, Opportunity, Curiosity, Perseverance… Nombreux sont les rovers dont les médias ont abondamment relayé les aventures - et les découvertes - à la surface de la planète rouge. ”
Des fantasmes sur de prétendus martiens aux ambitions affichées d’Elon Musk pour la conquête de Mars, notre voisine n’en finit pas de faire parler d’elle. Car cette petite planète intrigue et à plus d’un titre…
Mars sera vraisemblablement la prochaine destination d’un vol spatial habité. Et l’empressement à mettre sur pied cette mission va bien au-delà du seul champ scientifique - il s’agit d’une véritable démonstration de puissance aux retombées potentiellement géopolitiques et géostratégiques. Tout un programme.
Ce qui ne veut pas dire que Mars n’a pas véritablement des choses à nous apprendre. Bien au contraire.
La planète Mars, en bref
Les origines de Mars
Les scientifiques estiment que Mars s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années - à l’image de l’ensemble des planètes du système solaire.
Au commencement, il faut imaginer ce fameux système solaire comme un gigantesque nuage de gaz, de poussière et de glace tournant très rapidement.
Après l’apparition du Soleil en son centre, toute cette matière a commencé à s’agglomérer en divers endroits pour former les planètes que nous connaissons aujourd’hui : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.
Mars compte parmi les 4 planètes telluriques du système solaire, avec Mercure, Vénus et la Terre. Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, elles, sont ce qu’on appelle des planètes gazeuses.
NB : pour rappel, les planètes telluriques sont celles dont la surface est solide. Elles sont constituées principalement de roches et de métaux.
“ Les planètes telluriques dont la masse dépasse le double de la masse de la Terre sont appelées des « super terres ». Elles sont les planètes telluriques les plus abondantes dans l'Univers mais notre système solaire n'en compte aucune. (CEA, 19 avril 2017) ”
Les caractéristiques de Mars
Mars est la quatrième planète du système solaire en partant du Soleil. Comme la Terre et Vénus, elle se situe à la limite externe de la zone habitable de ce fameux système solaire.
Cela signifie que Mars fait partie des planètes sur lesquelles l’eau pourrait exister à l’état liquide, car elle est suffisamment éloignée du Soleil pour ne pas souffrir de sa chaleur, mais suffisamment proche de lui pour ne pas être totalement glacée.
Pour autant, Mars n’est évidemment pas habitable en l’état, l’habitabilité d’une planète ne dépendant pas uniquement de sa distance par rapport à son étoile.
| Données | Caractéristiques |
|---|---|
| Nom | Mars |
| Type | Planète tellurique |
| Position dans le système solaire | 4ème planète à partir du Soleil |
| Diamètre | 6 794 km |
| Masse | 6,418 × 10²³ kg |
| Volume | 1,63 × 10¹¹ km³ |
| Densité | 3,93 g/cm³ |
| Gravité de surface | 3,71 m/s² (environ 0,38 g terrestre) |
| Température moyenne | –63°C |
| Distance moyenne du Soleil | 227,9 millions de km |
| Période orbitale | 687 jours terrestres |
| Vitesse orbitale moyenne | 24,08 km/s |
| Rotation | Prograde (même sens que la Terre) |
| Durée d'un jour | 24h 37min (environ 1,03 jour terrestre) |
| Atmosphère principale | Dioxyde de carbone (95,3%) |
| Pression atmosphérique | Environ 0,6 % de celle de la Terre (très faible) |
| Nombre de lunes | 2 (Phobos et Déimos) |
Mars est très souvent désignée comme la “planète rouge”. En cause : sa surface recouverte d’une poussière riche en oxyde de fer, qui lui donne sa couleur rougeâtre.
En apparence, Mars est donc un gigantesque désert. Un désert glacial bien sûr : il y fait en moyenne - 60 °C. Non seulement Mars est plus éloignée du Soleil que la Terre, mais en plus, celle-ci a perdu le champ magnétique susceptible de retenir la chaleur à sa surface.
Un événement déterminant dans l’histoire de Mars et dont les conséquences en chaîne intéressent beaucoup les scientifiques…
L’histoire de Mars
À l’image de celles des autres planètes du système solaire, l’histoire de Mars n’est pas exempte de nombreux points d'interrogations.
Pourtant, les multiples sondes et rovers envoyés sur place nous ont permis de voir à quel point cette planète semble incarner le vestige d’un environnement ancien, autrefois étonnamment similaire à celui de la Terre.
Apparue il y a plusieurs milliards d’années, Mars a d’abord été - comme la Terre - une gigantesque boule de matière en perpétuelle agitation.
Cette phase initiale était le résultat du processus de formation semblable à celui de toute planète : on appelle cette étape “l’accrétion” - processus au cours duquel des particules minuscules s’agglutinent pour former des corps de plus en plus gros, jusqu’à devenir une planète.
Le dégagement d’énergie induit par ce processus maintient le noyau de la planète en fusion, ce qui entraîne l’apparition d’un champ magnétique que l’on pourrait assimiler à une véritable bulle de protection autour de la planète concernée : la magnétosphère.
L’existence d’une magnétosphère n’a rien d'anecdotique, dans la mesure où c’est elle qui permet :
- de dévier les vents solaires, véritables torrents de particules projetés par le Soleil ;
- de protéger l’atmosphère de la planète, et donc les conditions de surface, en empêchant les gaz de s’échapper dans l’espace.
Sur Terre, nous bénéficions de la protection de cette magnétosphère que notre planète a créé autour d’elle dès sa formation.
Plus petite que cette dernière, Mars s’est malheureusement refroidie très rapidement, entraînant la perte de cette fameuse couche protectrice.
L’atmosphère martienne a alors été progressivement érodée par le vent solaire - c’est ce qu’on appelle “l’érosion atmosphérique” -, laissant derrière elle la planète hostile que nous observons aujourd’hui.
NB : le processus de refroidissement d’un noyau est parfaitement normal. Toute planète finit par perdre sa chaleur interne avec le temps, et il en va de même pour la Terre. D’après une étude encore relativement récente relayée par RTBF, le noyau terrestre perd 100 degrés par milliard d'années. Ce qui signifie que nous perdrons un jour nous aussi notre champ magnétique, mais pas de panique, ce processus est extrêmement lent. Les scientifiques estiment qu’il faudra environ 91 milliards d’années pour que le noyau se solidifie complètement. Or, la vie aura disparu de notre planète bien avant (dans 1 à 1,5 milliards d’années environ), lorsque la luminosité du Soleil augmentera significativement, prélude à son entrée dans sa dernière phase de vie : la géante route, qui engloutira probablement notre planète.
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Pourquoi Mars fascine-t-elle autant les scientifiques ?
Les similarités entre la Terre et Mars
Si on met de côté la dimension particulièrement inhospitalière de Mars, cette planète présente d’importantes similitudes avec la Terre. C’est notamment vrai pour ce qui concerne son environnement.
“ Il y a des collines, il y a des montagnes, il y a des volcans, il y a des anciennes rivières asséchées, il y a des anciens lacs, des anciens océans et des calottes polaires. Vous n’avez pas besoin d’un nouveau dictionnaire pour expliquer Mars. (Nathalie Cabrol, Clique, Canal +) ”
Autre point notable : la présence d’eau à l’état gazeux et solide. Si l’eau à l'état liquide, elle, a a priori totalement disparu, il reste donc encore cet élément essentiel à l’apparition de la vie telle que nous la connaissons sur Terre.
NB : en août 2024, une analyse des données recueillies par la sonde InSight de la NASA a conclu que de l’eau liquide pourrait être piégée très profondément sous la surface, entre 11,5 et 20 kilomètres de profondeur. Néanmoins, il faut rester prudent. Ainsi que le rapportait Sciences et Avenir, cette hypothèse fait encore l’objet de discussions au sein de la communauté scientifique.
Quoi qu’il en soit, cette familiarité joue un rôle prépondérant dans l’attention qui est accordée à la planète rouge. Pour beaucoup, les recherches conduites sur Mars pourraient en effet nous apprendre beaucoup et dans de multiples domaines.
La recherche et la compréhension de la vie dans l’Univers
Le système solaire tout juste émergé de sa formation était un lieu incroyablement violent. De nombreuses collisions avaient encore lieu, projetant en tout sens des matières diverses et variées.
“ On a démontré avec la mécanique céleste et l’orbite de planètes qu’il y a un échange entre Mars et la Terre au début du système solaire - c’est toujours vrai à l’heure actuelle. Mais comme il y a beaucoup plus de matériel qui circule au début de l’histoire du système solaire, vous avez énormément de matériaux échangés entre la Terre et Mars. (Nathalie Cabrol, Clique, Canal +) ”
Mars étant cependant plus petite, elle s’est - encore une fois - refroidie plus vite que la Terre, pour passer du stade de boule de roche incandescente à un environnement peut-être propice au développement de la vie - avant de dériver vers le désert rouge que nous connaissons aujourd’hui.
Dans ce contexte, il n’est pas exclu que la vie ait d’abord pu apparaître sur Mars à cette période, et être éjectée en direction de la Terre à la suite d’une collision. Cette hypothèse (la panspermie) pourrait expliquer pourquoi la vie est apparue étonnamment vite sur la planète bleue, après refroidissement.
Un laboratoire de l’exploration spatiale
Outre la similarité apparente de l’environnement, ce qui attire le plus chez Mars, c’est sa proximité. Rappelons qu’à cette distance, la durée des voyages spatiaux se compte déjà en mois (260 jours environ, soit à peu près 8 mois). Par voie de conséquence, la préparation et la logistique sont absolument colossales… De même que les financements nécessaires à la concrétisation réelle d’une telle escapade.
À ce stade, il faut rappeler qu’il nous est tout bonnement impossible de nous rendre sur Vénus (notre autre plus proche voisine), car les conditions y sont si infernales que même les robots ne peuvent y survivre - contrairement à Mars.
Mars apparaît donc comme la candidate idéale pour nos prochaines explorations. En outre, compte tenu de l’ensemble des réponses que cette planète pourrait nous apporter (dans le domaine de l’astrobiologie notamment), celle-ci semble incarner le point de chute le plus pertinent.
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Et sur le volet climatique ?
Le changement climatique martien
De nombreux indices témoignent d’un passé où l’eau liquide était abondante à la surface de Mars.
Qu’en était-il du reste de l’environnement martien ? Mystère et boule de gomme.
Au demeurant, les données collectées par les rovers et les satellites en orbite suggèrent qu’il y a environ 3,5 à 4 milliards d’années, Mars possédait :
- une atmosphère plus épaisse, plus ou moins semblable à celle que nous connaissons sur Terre ;
- des températures plus douces, et donc plus propices au développement de la vie ;
- de vastes étendues d’eau liquide, là encore susceptibles de contribuer au développement de la vie.
Comme nous l’avons vu plus haut, le noyau de Mars s’est ensuite refroidi et le champ magnétique a disparu. Sans cette protection, les vents solaires ont progressivement “arraché” l’atmosphère martienne, et avec elle, les conditions nécessaires au maintien de l’eau liquide.
Car pour qu’une planète puisse abriter de l’eau liquide en surface, une pression atmosphérique suffisante est indispensable.
Sans cette pression, l’eau ne peut pas rester stable à l’état liquide : elle passe directement de la glace à la vapeur, sans fondre.
Or, la pression atmosphérique de Mars est environ 170 fois plus faible que celle de la Terre.
À la suite de la perte de son champ magnétique, l’eau liquide autrefois présente sur Mars :
- s’est évaporée dans l’espace ;
- a gelé et a été piégée dans le sol (c’est ce qu’on nomme le pergélisol ou permafrost).
Ce bouleversement climatique est l’un des plus radicaux jamais identifiés dans le système solaire - avec peut-être celui de Vénus, qui a connu, a contrario, un réchauffement climatique absolument spectaculaire. Pour en savoir plus, n’hésitez pas à consulter notre article à ce sujet.
Pourquoi est-ce intéressant ?
Nous l’avons dit plus haut : il est hautement improbable qu’un “scénario à la martienne” se produise sur Terre.
Dans ce contexte, on pourrait se dire que nous n’avons rien à apprendre de ce changement climatique - celui de Vénus s’apparentant bien davantage au mécanisme à l’œuvre sur Terre.
Mais vous vous en doutez, ce n’est pas aussi simple.
Mars demeure un cas d’étude précieux. Pourquoi ? Parce que les changements climatiques ne se résument pas à celui que nous avons déclenché via notre empreinte carbone.
Il existe quantité de raisons qui peuvent amener un climat à se modifier : les cycles de Milankovitch, par exemple, décrivent comment les positions orbitales et l’axe de rotation de la Terre peuvent jouer un rôle dans la survenue d’une ère glaciaire.
Si vous désirez en apprendre davantage, consultez notre article dédié en cliquant ici.
Pour en revenir à la planète rouge, celle-ci nous offre un aperçu de multiples phénomènes intervenant dans la modification d’un climat planétaire, ce qui nous permet d’affiner les modèles climatiques avec lesquels nous étudions l’évolution de notre propre climat.
En les affinant, nous devenons ainsi plus à même d’anticiper les implications de la modification de telle ou telle variable. Or, à un moment où nous n’avons jamais été si près de recourir à la géo-ingénierie, ces enseignements sont excessivement précieux.
La planète Mars incarne-t-elle une solution de repli réaliste ?
La quête de la fameuse “planète B”
“Il n’y a pas de planète B”. Tel est le slogan que l’on retrouve en abondance dans de nombreuses manifestations en faveur de la cause environnementale…
De fait, nous n’avons, à date, aucune solution de repli si jamais notre planète venait à devenir hostile à la vie. Mais ce n’est pas parce que nous n’avons aucune solution de repli aujourd’hui que cela veut dire qu’il faut que cette situation perdure.
Stephen Hawking était un fervent défenseur de cette idée. Non pas qu’il considérait que la lutte contre le changement climatique ne devait pas être menée - bien au contraire. En revanche, il doutait de notre capacité à répondre à cette problématique dans le délai imparti.
Par ailleurs, aux yeux de Hawking, il était absolument nécessaire de faire preuve de pragmatisme quant au futur de notre planète.
“ L’Univers est un lieu violent. Les étoiles y engloutissent les planètes, les supernovae y explosent, les trous noirs y entrent en collision et les astéroïdes y filent à des centaines de kilomètres à la seconde. (...) Nous ne pourrions rien faire contre la chute d’un gros astéroïde. Le dernier impact, il y a 66 millions d’années, a éradiqué les dinosaures. Il en ira de même pour nous, si nous attendons assez longtemps. C’est garanti par les lois de la physique et des probabilités. (Stephen Hawking, Brèves réponses aux grandes questions, Éditions Odile Jacob) ”
La terraformation : délire éveillé ou solution réaliste ?
Aussi fou que cela puisse paraître, il pourrait être théoriquement envisageable de tenter de modifier le climat de Mars, afin de rendre cette planète habitable. Après tout, nous envisageons bel et bien sérieusement de procéder à de telles manipulations sur Terre par l’intermédiaire de la géo-ingénierie…
Le réchauffement climatique terrestre atteint hélas un tel degré de gravité - et notre réaction un tel degré de retard - que beaucoup jugent qu’il sera nécessaire de recourir à ces techniques controversées pour sauver ce qui peut l’être…
Alors tant qu’on y est, pourquoi ne pas essayer de modifier le climat martien ?
Appliquées à l’échelle d’une planète autre que la nôtre, ces techniques sont regroupées sous l’égide de ce qu’on appelle la “terraformation”.
“ Diverses méthodes ont été proposées comme de créer une magnétosphère artificielle ou d’introduire des gaz à effet de serre afin de réchauffer l’atmosphère de Mars et d’y créer les briques essentielles à la vie. (Sciences et Vie, 9 août 2024) ”
Le principal objectif de la terraformation sur Mars serait de créer un effet de serre contrôlé afin de réchauffer l'atmosphère martienne, et d’épaissir cette atmosphère par la même occasion.
Pour y parvenir, nous pourrions :
- bombarder les calottes polaires avec des explosifs afin de libérer le CO₂ gelé et créer ainsi un mini-effet de serre ;
- importer des gaz à effet de serre puissants (comme les perfluorocarbones) pour accélérer la formation de cet effet de serre ;
- installer des miroirs géants en orbite, afin de réchauffer artificiellement certaines régions de la planète.
Mais tout cela est-il bien réaliste ? Oui et non.
Dans la plus pure théorie, certaines de ces manipulations sont “faisables”. Comprenez : le raisonnement se tient et les moyens considérés sont techniquement envisageables.
Pour autant :
- les coûts induits sont proprement astronomiques (sans mauvais jeu de mots). On parle ici de milliers de milliards de dollars ;
- il n’existe aucune garantie de résultat, et encore plus à long terme (nous pourrions peut-être réussir à créer un effet de serre très localisé, mais perdurerait-il dans le temps ?) ;
- même en cas de succès, le résultat ne serait pas instantané. Il faudrait compter des siècles voire des millénaires pour voir se former une atmosphère similaire à celle que nous connaissons sur Terre.
Soyons honnêtes : à date, tout cela relève bien davantage de la science-fiction que d’autre chose.
Qui plus est, on peut légitimement s’interroger quant à notre capacité à créer un effet de serre “contrôlé” sur une autre planète, alors que nous ne sommes objectivement pas capables de juguler l’emballement du nôtre…
Ce à quoi il faut ajouter que certaines des théories avancées pourraient d’ores et déjà avoir du plomb dans l’aile.
“ Nos résultats suggèrent qu'il n'y a pas assez de CO2 restant sur Mars pour fournir un réchauffement significatif par effet de serre si le gaz devait être mis dans l'atmosphère (...). En outre, la majeure partie du CO2 n'est pas accessible et ne peut pas être facilement mobilisée. (Bruce Jakosky, chercheur des équipées des missions d'explorations martiennes de la Nasa MRO, Futura Sciences, 3 août 2018) ”
Que faut-il donc en conclure ? Que Mars ne sera jamais la fameuse “planète B” dont nous rêvions ?
Peut-être. Quoi qu’il en soit, il vaudrait sans doute mieux ne pas aborder l’exploration de Mars comme une fuite en avant, qui nous permettrait d’échapper à ce qui se passe actuellement sur Terre.
“ (...) l’exploration n’est pas là comme échappatoire à la réalité. En fait, elle est beaucoup plus merveilleuse que ça, l’exploration. Il y a tout un aspect de l’astrobiologie qui nous sert de miroir pour mieux comprendre notre planète et pour apprendre à vivre en harmonie avec notre planète. (Nathalie Cabrol, Clique, Canal +) ”
Avant d’envisager de quitter la Terre - ce qu’il nous faudra bien faire un jour - peut-être pourrions-nous donc choisir d'entamer l’exploration martienne comme un exercice de réflexion sur nous-mêmes.
Un préalable indispensable à toute forme d’escapade ultérieure qu'il serait alors possible de qualifier de “responsable”, car nous serons devenus capables de mettre à profit les enseignements retirés de la crise actuelle quant à la fragilité des environnements susceptibles d’accueillir la vie.
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Bibliographie
La planète Mars, CNES, https://cnes.fr/dossiers/planete-mars
Mars, Agence spatiale Canadienne, https://www.asc-csa.gc.ca/fra/astronomie/systeme-solaire/mars.asp#
Les planètes, CEA, https://www.cea.fr/comprendre/Pages/matiere-univers/essentiel-sur-les-planetes.aspx
Terraformation, Larousse, https://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/terraformation/188317
DES CHERCHEURS PROPOSENT UNE MÉTHODE « RAPIDE » POUR TERRAFORMER MARS EN CRÉANT UN RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE, Sciences et Vie, https://www.science-et-vie.com/ciel-et-espace/mars/des-chercheurs-proposent-une-methode-rapide-pour-terraformer-mars-en-creant-un-rechauffement-climatique-174851.html
Terraformation : rendre Mars habitable serait impossible pour l’instant, Futura Sciences, https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-terraformation-rendre-mars-habitable-serait-impossible-instant-71713/
C'est quoi une planète en zone habitable ? Sciences et Avenir, https://www.sciencesetavenir.fr/espace/exploration/c-est-quoi-une-planete-en-zone-habitable_34091
Une nouvelle chronologie du champ magnétique global martien, CNRS, https://www.insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/une-nouvelle-chronologie-du-champ-magnetique-global-martien
Le centre de la terre se refroidit plus vite que prévu, RTBF, https://www.rtbf.be/article/le-centre-de-la-terre-se-refroidit-plus-vite-que-prevu-10920845
Core, National Geographic, https://education.nationalgeographic.org/resource/core/
Comment s’éteindra la vie sur Terre dans 2,8 milliards d’années, National Geographic, https://www.nationalgeographic.fr/espace/comment-seteindra-la-vie-sur-terre-dans-28-milliards-dannees
Le jour où la vie s’arrêtera sur Terre, Le Monde, https://www.lemonde.fr/sciences/article/2021/04/12/le-jour-ou-la-vie-s-arretera-sur-terre_6076512_1650684.html
La NASA aurait découvert la présence d’un océan d’eau sur Mars, Forbes, https://www.forbes.fr/science/la-nasa-aurait-decouvert-la-presence-dun-ocean-deau-sur-mars/
Un immense réservoir d'eau liquide sous la surface de Mars, une théorie qui rendrait la planète rouge habitable, Sciences et Avenir,
https://www.sciencesetavenir.fr/espace/systeme-solaire/un-immense-reservoir-d-eau-liquide-sous-la-surface-de-mars-une-theorie-qui-rendrait-la-planete-rouge-habitable_180357
Il était une fois l'origine de la vie : où et quand la vie est-elle apparue ? Radio France (France Inter), https://www.radiofrance.fr/franceinter/podcasts/la-terre-au-carre/la-terre-au-carre-du-mercredi-11-mai-2022-3074513
Voyage vers Mars : combien de temps faut-il pour y aller ? Futura Sciences,
https://www.futura-sciences.com/sciences/questions-reponses/colonisation-mars-voyage-vers-mars-temps-faut-il-y-aller-7970/
L’eau liquide, richesse de la planète bleue ! Association Française d’Astronomie, https://www.afastronomie.fr/l-eau-liquide-richesse-de-la-planete-bleue
Brèves réponses aux grandes questions, Stephen Hawking, Éditions Odile Jacob