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Posté par Michel le Vendredi 07/08/2009 à 00:00
Les variations du méthane de l’atmosphère martienne inexplicables actuellement
Les variations de méthane atmosphérique apparemment observées dans certaines régions de la planète Mars contredisent notre connaissance de la physique et chimie de l’atmosphère. C’est ce que viennent de démontrer deux chercheurs CNRS appartenant à des équipes INSU-CNRS1. Les chercheurs ont simulé l’évolution du méthane avec un modèle numérique 3D de l’atmosphère de Mars. Ils ont ainsi montré que la chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) atmosphérique telle que nous la connaissons n’autorise pas de variation détectable du méthane sur Mars, même dans le cas d’une source locale ou saisonnière. Pour reproduire les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...), il est nécessaire de disposer d’une source de méthane 600 fois plus forte que si le méthane était mélangé, mais également d’un processus atmosphérique de destruction 600 fois plus rapide. Si la destruction du méthane survient au niveau du sol, celle-ci doit s’effectuer en 1 heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences (« heure solaire » employé pour temps...), d’où un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...) extraordinairement hostile pour la survie de molécules organiques sur Mars. Des nouvelles mesures sont donc indispensables pour mieux comprendre la chimie du méthane martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus répandue, les martiens, également nommés « petits...). Cette étude est publiée dans la revue Nature du 06/08/2009.

Sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse...), plus de 90% des émissions de méthane dans l’atmosphère sont d’origine biologique. La détection de traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la...) de méthane sur Mars par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour...) européenne Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui a pour objectif l'étude de Mars.) (ESA) en 2004 avait donc relancé l’hypothèse d’une vie (La vie est le nom donné :) présente ou passée à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement...) de la planète, même si les faibles quantités mesurées (environ 50 000 fois moins que sur Terre) peuvent également résulter d’une source géologique. Un aspect surprenant de cette découverte est que le méthane martien varie avec la saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois...) et présente de fortes concentrations localisées, comme semblent le montrer des observations télescopiques récemment publiées en janvier 2009. Du fait de sa durée de vie théorique de plus de 300 ans, on s’attend pourtant à ce que le méthane soit mélangé de façon homogène par la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) atmosphérique.

En utilisant un modèle de circulation générale qui inclue la photochimie du méthane, les chercheurs ont montré que la photochimie telle que nous la connaissons ne produisait aucune variation mesurable du méthane sur Mars. En revanche, la condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz)...) et sublimation du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout le...) carbonique aux régions polaires peuvent conduire à des variations importantes de méthane, mais celles-ci diffèrent notablement de celles observées. Pour obtenir une évolution spatiale et saisonnière compatible avec les observations, il est calculé que le méthane doit être émis dans des quantités comparables à celles produites par hydrothermalisme sur l’ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) de la dorsale médio-atlantique, une importante source géologique de méthane sur Terre. Une telle production est surprenante sur une planète aride et au volcanisme dormant (Dormant) comme Mars. Par ailleurs, ce méthane doit être détruit en environ 200 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons...) terrestres dans l’atmosphère. Ce résultat implique l’existence d’un processus de destruction inconnu, rapide, et particulier à Mars. De plus, il ne doit pas affecter les autres espèces chimiques observées dans l’atmosphère de la planète (ozone, peroxyde (Un peroxyde est un composé chimique de formule générale R-O-O-R', le groupe -O-O- étant appelé peroxyle (abrégé "peroxo" quand il est mis en...) d’hydrogène, ou monoxyde de carbone) pour lesquelles un bon accord est généralement observé avec les modèles. L’hypothèse récente d’une destruction électrochimique du méthane dans les tempêtes de poussière, testée dans l’étude, ne semble pas répondre à cette dernière condition. Une autre éventualité est que le méthane soit détruit au contact du sol martien. Dans ce cas, il est montré que cette perte doit intervenir en environ 1 h pour expliquer les observations. L’existence d’un processus aussi rapide dans le sol martien est aujourd’hui difficilement explicable. Le prochain rover Mars Science Laboratory (Le Mars Science Laboratory est un robot de la NASA qui doit être envoyé sur Mars en 2009.) (2011) permettra d’étudier cette énigme en effectuant les premières mesures in situ du méthane sur Mars. La surveillance du méthane martien se poursuivra avec le Mars Science Orbiter prévu en 2016, puis par le rover européen Exomars (ExoMars est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne prévue pour 2016 dans le cadre du programme Aurora. Elle consiste à envoyer sur la surface...).

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Source: CNRS / INSU
Illustration: NASA