Mars: une planète aux multiples visages

Publié par Redbran le 19/01/2021 à 09:00
Source: CNRS INSU
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La planète Mars que nous connaissons aujourd'hui est un monde aride et froid. L'eau liquide n'est jamais présente et la glace est instable partout à la surface, sauf aux pôles. Aussi les paysages martiens sont désertiques et rocheux. Presque partout, la poussière minérale colore le sol et le ciel de tons orangés.


© Francois Forget/Ittiz CC BY-SA 3.0/NASA/JPL/Brown University/Malin Space Science System.

Depuis quelques années, nous avons découvert que Mars aurait pu nous présenter un autre visage. En effet, l'inclinaison de son axe de rotation (son "obliquité") varie chaotiquement entre 0° et plus de 60°. Sachant que sur Terre, les minimes oscillations de l'obliquité (± 1,3°) ont joué un rôle important dans l'apparition des périodes glaciaires, qu'a-t-il pu se passer sur Mars ? La modélisation numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information...) des climats, éclairée par l'analyse de la géologie (La géologie, du grec ancien γη- (gê-, « terre ») et...), apporte des réponses.

Imaginons incliner Mars au-delà de 25° (la valeur actuelle de l'obliquité), les régions polaires sont alors tournées vers le soleil en été, et chauffent fortement. Cela entraine la sublimation la glace carbonique présente sous le pôle Sud, où justement un réservoir équivalent à toute l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) actuelle a été découvert par radar en 2011. Ainsi la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant...) a pu doubler dans un passé récent. Au pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus...), le chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un...) de la glace d'eau libère de grandes quantités de vapeur dans l'atmosphère et la couverture nuageuse augmente considérablement.

Au delà de 30° à 40° d'obliquité, la glace et la neige s'accumulent pour former un manteau de glace aux moyennes latitudes et des glaciers sur les flancs des montagnes, sous les tropiques. Des traces de glaciers ont d'ailleurs été retrouvées à ces endroits sous formes de moraines et de dépôts de glace enterrés. Une planète Mars à haute obliquité se présenterait comme une planète blanche, en partie couverte d'un épais manteau de glace d'eau, et entourée de nuages denses.

A l'inverse, lorsque l'axe de rotation de Mars est redressé et que l'obliquité approche de 0°, l'atmosphère de CO2 se condense dans les régions polaires. A l'ombre des montagnes de l'arctique martien, on trouve d'ailleurs d'étranges moraines formées par d'anciens glaciers très fluides, probablement composés de glace carbonique. Lorsque tout le CO2 était piégé sous forme de glace, l'atmosphère de Mars (L’atmosphère de Mars désigne la couche de gaz entourant la planète Mars. La...) devait être vingt fois plus fine qu'aujourd'hui et essentiellement composée d'azote et d'argon. La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) de Mars était alors pétrifiée et immobile, sous un ciel noir même en plein jour.

Pendant la majorité de son existence, l'environnement martien n'a fait qu'osciller entre ces périodes "glaciaires" et "interglaciaires", et l'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) absente. Mais cela n'a pas toujours été le cas: l'examen des terrains martiens formés il y a plus de 3 milliards d'années révèle partout des traces de rivières et d'ancien lacs, aujourd'hui asséchés. C'est donc encore une autre planète Mars qui existait alors, certainement grâce à une atmosphère bien plus épaisse qu'aujourd'hui. Cet ancien monde (L’Ancien Monde se réfère à la partie du Monde connu par les Européens...) humide est fascinant car il correspond à une époque où la vie est apparue sur Terre.

Au cours de son existence, Mars a donc connu des visages très divers. Grâce à ses riches archives géologiques, nous avons la chance de pouvoir explorer en un lieu une extraordinaire variété de mondes. Ils sont riches d'enseignements tant sur notre propre planète que sur la possibilité de vie ailleurs dans l'Univers. Ils sont la raison pour laquelle, parmi les splendeurs du système solaire, la petite planète désertique qu'est devenue Mars reste la première cible des agences spatiales.

Auteur:
François Forget, CNRS (LMD, Institut Pierre Simon Laplace)
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