Ce dossier est en grande partie une traduction et une adaptation d'un article de Samantha Harvey. Les illustrations sont des documents de l'ESA et de la NASA.
Pourquoi existe-il des saisons ?
Il existe plusieurs facteurs qui affectent le temps sur une planète : l'inclinaison de son axe (qui cause les saisons), la forme de son orbite autour du soleil, la présence ou l'absence d'une atmosphère significative, sa distance moyenne du soleil et la durée son jour.
L'axe de la Terre est incliné d’environ 23 degrés ce qui est la cause principale des différences climatiques entre l'été et l'hiver au nord du tropique du Cancer et au sud du tropique du Capricorne. Les planètes dont l’inclinaison est plus petite peuvent avoir des alternances moins marquées; les planètes dont l’inclinaison est plus grande peuvent connaître des fluctuations plus extrêmes.
Notre orbite étant presque circulaire, elle n’influe que très peu sur la variation du climat global de la Terre, ramené à une moyenne pour les deux hémisphères. Mais d'autres planètes ont des orbites plus elliptiques, et donc leurs variations saisonnières sont très différentes des notre. Nous sommes beaucoup plus loin du Soleil que Mercure ou Vénus, mais plus proche que les six autres planètes. D’une manière générale, plus une planète est proche du Soleil, plus les variations sont prononcées.
Les mots "été" et "hiver" tendent à être des termes adaptés pour la Terre mais peuvent être aussi bien appliqués aux autres planètes. Quand le Pôle Nord de n'importe quelle planète est incliné vers le soleil, les astronomes appellent cela le solstice d'été ; quand c’est le Pôle Sud c’est le solstice d'hiver.
Qu’en est-il des saisons et des conditions climatiques pour les autres planètes ?
Cette planète rencontre certaines des conditions les plus étranges. Jusqu'aux années 60, on pensait que le jour de Mercure était de la même longueur que son année et qu’il présentait toujours la même face au Soleil, comme la Lune le fait vis-à-vis de la Terre. Mais nous savons aujourd’hui que Mercure tourne trois fois sur lui-même pendant deux de ses années. Avec ce taux étrange de 2/3, Mercure est le seul corps du système solaire verrouillé sur un taux « orbite à rotation » autre que un pour un. Ce fait et l'excentricité élevée de son orbite seraient la source d’effets très particuliers pour un observateur qui se trouverait à sa surface.
Vénus a une inclinaison axiale très petite, de 3 degrés contre un peu plus de 23 degrés pour la Terre. Son atmosphère dense et acide produit un effet de serre intense qui maintient la surface à environ +460°C pendant toute l'année, ce qui serait assez chaud pour faire fondre du plomb. Vénus a également une plus petite orbite que la Terre, ce qui rend ses saisons plus courtes, et les variations des conditions climatiques et de la température minimes. Ses saisons ne durent que de 55 à 58 jours, par opposition aux 90/93 jours sur Terre.
Mars a une des excentricités orbitales les plus élevées parmi les planètes de notre système solaire, sa distance du soleil varie entre 1,38 et 1,67 Unité Astronomique au cours de son année. Cette grande variation, combinée avec une inclinaison axiale légèrement plus grande que celle de la Terre, provoque des changements saisonniers beaucoup plus importants que ceux que nous ressentons sur notre planète.
Jupiter, comme Vénus, a une inclinaison axiale de seulement 3 degrés, ce qui ne provoque pratiquement aucune différence entre les saisons. Cependant, en raison de sa distance du Soleil, les saisons changent plus lentement. La durée de chaque saison est d’approximativement trois ans terrestres.
Saturne possède une inclinaison axiale de presque 27 degrés, qui est légèrement plus importante que celle de Mars. Mais pour ce géant gazeux qui s’approche des confins du système solaire, le concept de changement saisonnier ne prend pas le même sens que sur la Terre. Il n'y a pratiquement aucune variation saisonnière sur Saturne, mais la durée de chaque saison est supérieure à 7 années terrestres. Les hivers sont longs !
Uranus possède une orbite relativement circulaire, ainsi la planète reste à peu près à égale distance du Soleil tout au long de sa longue année. Cependant son axe de rotation est incliné de 98 degrés ! Ceci provoque des saisons qui durent 21 années terrestres et une météo certainement peu commune, bien qu'une seule chose soit certaine : il y fait toujours froid.
Neptune a une inclinaison axiale de 28.5 degrés, qui n'est pas trop différente de celle de la Terre. Mais ce géant gazeux n'éprouve que de faibles variations saisonnières appréciables, bien que ses saisons durent plus de 40 ans !
Comme Pluton est excessivement éloigné, on ne connaît pratiquement rien à propos de ses saisons. Cependant, en raison de son inclinaison de presque 120 degrés et de son excentricité la plus élevée de toutes les planètes, et même si sa distance au Soleil est énorme, on pense que les variations de son climat doivent être significatifs. Peut-être assez pour avoir comme conséquence des fluctuations de sa pression atmosphérique plus importantes que celles de Mars. Il est possible que l'atmosphère très mince de Pluton puisse entièrement geler et tomber en neige sur la surface lorsque la planète est fortement éloignée du Soleil.
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