A. Quelle planète ?

 

 

     Le système solaire https://mac.seb1.free.fr/sciences/1ere_partie.php

 

Notre système solaire est composé de huit planètes divisées en deux groupes : 

·       Les planètes telluriques aussi appelées planètes rocheuses et internes qui sont Mercure, Vénus, La Terre, et Mars. Ces planètes possèdent une surface solide formée essentiellement de roches silicatées, et une atmosphère (excepté Mercure). Ces quatre planètes sont les plus proches du soleil, elles possèdent les diamètres les plus faibles mais des masses volumiques élevées.

·       Les planètes géantes ou gazeuses : Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Elles sont massivement formées d’hélium et d’hydrogène. Contrairement aux planètes telluriques, elles possèdent des diamètres très élevées, des masses volumiques faibles et elles sont éloignées du soleil, on les nomme donc : planètes externes.

Nous cherchons donc à comparer ses planètes pour identifier celle qui est la mieux adaptée pour une éventuelle opportunité de vie ailleurs. Pour cela nous pouvons utiliser un tableau comparatif.

 

                    Tableau comparatif des planètes du système solaire https://svtlagny.free.fr/IMG/pdf/TP_1_eleve.pdf

 

Analysons ce tableau pour tenter d’identifier la planète où l’homme pourrait physiologiquement vivre :

·       Jupiter, Saturne et Uranus : ces 3 planètes ne peuvent pas accueillir l’homme pour de multiples raisons (densité, distance au soleil, température moyenne)  mais la principale raison est que ce sont des planètes géantes et donc gazeuses. Si nous désirions vraiment les habiter, une possibilité est de construire des villes flottantes, ce qui n’est pas envisageable avant 2 siècles.

     

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 1) Jupiter  https://www.lesvanites.fr/?p=2256                 

 2) Saturne  https://www.science-et-vie.com/tag/saturne/

 3) Uranus  https://www.univers-astronomie.fr/articles/systeme_solaire/88-fiche-technique-uranus.html

 

 

·       Neptune : elle possède des jours trop longs, elle est trop éloignée du soleil, elle ne possède pas d’eau liquide, elle a un temps de rotation autour du soleil bien trop élevé (165 ans environ), sa température moyenne (-200 degrés Celsius) est basse, sa composition chimique (hélium et hydrogène) ne convient pas à l’homme… Beaucoup d’inconvénients qui font que l’homme ne peut pas penser à explorer et peut être coloniser cette planète.

 

                                                                            

                                                                    Neptune https://system.solaire.free.fr/neptune.htm

 

·       Mercure : cette planète est la seule qui ne possède pas d’atmosphère, c’est aussi la plus près du soleil, elle possède une température moyenne de 167° C mais sa température peut très fortement varier de 427 à -183°C. Elle ne possède pas d’eau liquide. C’est pourquoi l’homme ne pourrait pas la coloniser.

                                                                            

                                                                    Mercure https://universcassiopee.wordpress.com/2012/06/15/mercure-la-planete-morte/

 

·       Vénus : elle est la planète la plus proche de la Terre et possède presque le même diamètre que celle-ci, et est aussi la deuxième plus proche du soleil, ce qui fait qu’elle possède une température très élevée avec une moyenne de 464° C. Vénus ne possède pas d’eau liquide. Elle a une grande particularité : une année dure 225 jours (temps de rotation autour du soleil) et un jour de Venus dure 243 jours terrestre (temps de rotation sur elle-même). Un jour est plus long qu’une année sur Venus. C’est ce qui malheureusement effraie les scientifiques car aucune plante ne pourrait pousser avec ce cycle et les êtres humains auraient du mal à s’habituer à ce rythme particulier.

 

                                                                              

                                                        Vénus https://beaulieu.free.fr/symbolisme/astronomie/venus.html

 

·       Mars : c’est la seconde planète qui est la plus proche de la terre, et qui possède des températures pouvant aller de 15°C à -100°C, Mars fait la moitié de la Terre au niveau du diamètre mais possède le double de temps de rotation (1 année terrestre est égale à deux années pour Mars). Ses journées font environ 24h ce qui pourrait favoriser les plantations. Sur Mars il y aurait présence de CO2, de  N2 et de Ar. Mars serait alors la planète la plus appropriée pour une possible colonisation.

 

                                                                              

                                                            Mars https://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_(planète) 

 

Mars serait alors une planète sûrement colonisable, les scientifiques ce sont déjà posés la question et l’étude approfondie de cette planète est en cours. En effet des robots sillonnent la planète à la recherche d’eau. 

 

 

B. La vie sur Mars : Réalité ou Fiction ?

1) Présentation de la planète Mars

 

La planète rouge aussi appelé Mars tient son nom du dieu Grec de la guerre : Arès, puis à son équivalent romain : Mars. La couleur rouge de sa surface représentant le sang des champs de bataille. Mars est le fils de Zeus et d’Héra. Arès est une divinité plus récente que Mars et fait partie des douze principaux dieux.

Mars est la quatrième planète par ordre d’éloignement du soleil après Mercure, Vénus et La Terre et avant Jupiter (voir photo). Elle est à environ 230 millions de kilomètres du Soleil, alors que la Terre n’est qu’à 150 millions. La température moyenne est donc plus froide sur Mars (-65°C) que la Terre (15°C) du à son éloignement. La température de Mars varie en moyenne de -100°C à 15°C.

 

                                                            

                            Comparaison Terre / Mars https://www.cieletespacephotos.fr/main.php/v/SystemeSolaire/SystemeSolaire/009-00700-03HIGH.jpg.html

Mars est deux fois plus petite que la Terre, son diamètre à l’équateur est de 6794km (0,53 fois celui de la Terre). La voisine de la Terre a une masse égale à 0,11 fois celle de la Terre qui équivaut à 642 milliards de milliards de tonnes.

La planète rouge possède deux petits satellites : Deimos et Phobos. Un satellite étant un corps qui orbite autour d’un second, par exemple La Terre est un satellite du Soleil et la Lune est un satellite de la Terre.

 

                                                                            

                                                       Phobos (à gauche) et Deimos (à droite) https://sv.wikipedia.org/wiki/Mars_(planet)

Phobos est le plus gros des deux satellites avec 22 km de diamètre tandis que Deimos ne fait que 12 km. Ils ont été découverts en 1877 par Asaph Hall. Phobos est plus près que Deimos en partant de Mars (9 376km contre 23 458km).  Ils sont comme notre Lune, parsemés de cratères. Ils possèdent tous les deux une orbite faible et ont des formes irrégulières.

Mars a une période de révolution (temps mis par un astre pour accomplir sa trajectoire) de 686, 96 jours alors que la Terre, elle est de 365,2. Mars a donc des années deux fois plus longues que celle de la Terre et possède 4 saisons de 6 mois. Sur la planète bleue les saisons varient de 89 jours à 93 jours, tandis que sur Mars elles peuvent aller de 143 à 194 jours. Son temps de rotation est de 24h et 37 min ce qui est presque équivalent à la Terre. 

Sa gravité est de 3,711 m.s-1 alors que la Terre est de 9,78 m.s-1. La gravité sur Mars est égale à 1/3 de celle de la Terre ou une pesanteur d’environ 35 % de celle de la Terre. En exemple, un homme de 100kg sur Terre pèserait 35 kg sur Mars. 

Sa pression atmosphérique est de 6,36 mbar.

Son atmosphère est très faible et est principalement composé de 93,32 %  de dioxyde de carbone (CO2), de 2,7% de diazote (N2) et de 1,6% d’argon (Ar). Elle serait aussi composée de beaucoup d’autres gaz comme le monoxyde de carbone(CO), le monoxyde d’azote (No), du néon (Ne), du Krypton (Kr).. Mais contiendrait aussi une faible quantité de 0,13 % de Dioxygène (O2) et aussi de 0,03 % de vapeur d’eau (H2O). Ces deux constituants sont les plus importants pour l’homme.

Mars est une planète tellurique, elle est principalement composée de roches. Elle possède trois couches de structure :

·      La croûte aussi appelée l’écorce épaisse de 40 km à 60 km est généralement composée de roches cristallines riches en quartz (ou silice) et de feldspaths (des minéraux contenant de la silice et de l’aluminium). L’épaisseur de cette croûte bloque toute activité tectonique.  Sur notre planète la croûte étant épaisse de 15 km à 80 km, mais elle possède une moyenne de 30 km.

·      Le manteau est composé d’olivine et de pyroxènes, des minéraux riches en fer et en magnésium. Il fait entre 1 100 et 1 800 kms d’épaisseur.

·      Le noyau de Mars ayant une température d’environ 2 000°C, il est composé d’un alliage métallique fait en grande partie de fer et de nickel. Et est épais de 1300 à 2000 km.

 

                                                    

                         Strucure interne de Mars https://laviesurmars.e-monsite.com/contenu/partie-une/la-composition-de-la-planete.html

La planète Mars possède deux calottes qui ont l'aspect de glaciers. On peut observer des transports saisonniers de vapeur d'eau entre ces deux calottes. L'eau ne peut exister sous forme liquide à la surface de Mars à cause de températures trop basses et une pression trop faible. L'eau existe alors seulement à l'état gazeux ou à l'état solide. Ce phénomène de transformation de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par l'état liquide, est appelé sublimation et la transformation de l'état gazeux à l'état solide est appelée condensation.

 

La surface martienne est divisée en 2 grandes parties : une jeune (dans l’hémisphère nord) et une plus âgée (dans l’hémisphère sud). En géologie planétaire, la datation des régions se fait par rapport aux cratères. En effet moins une surface est cratérisée plus elle est jeune et inversement plus il y a des cratères plus la surface est ancienne. 

 

·      L’hémisphère Sud

 

Valles Marineris 

 

https://planetologie.destination-orbite.net/geologie_mars.php 

L’hémisphère Sud est fondamentalement différent de l’hémisphère Nord. Il n’a pas beaucoup de plaines et ne possède qu’un volcan : Arsia Mons. Celui-ci est à la limite de l’équateur.  Cette partie est essentiellement marquée par de grands bassins criblés d’impacts météoritiques (datés du premier milliard d’années) et aussi du plus long canyon du système solaire : Valles Marineris. Faisant 5 000 km de long pour 120 km de large et jusqu’à 6 km de profondeur. Il se situe juste en-dessous de l’équateur. Son extrémité occidentale est une région striée de fossés d’effondrement, Noctis Labyrinthus. Sa partie principale consiste en plusieurs canyons parallèles aux bords escarpés. A l’est, elle s’achève par des terrains chaotiques (Capri Chasma). Cet immense système de failles se serait formé à la suite du soulèvement de la région volcanique Tharsis.

Les terrains du pôle Sud présentent de nombreuses couches de roches sans doute constituées de CO² gelé, de glace et de fines poussières. Les structures y sont très complexes. Elles résultent probablement de la combinaison de phénomènes tels que la sublimation, l’érosion éolienne et les effondrements des terrains. On suppose que les couches de roches contiennent des informations sur les variations climatiques des 100 derniers millions d’années. En effet, le climat influence la composition et l’épaisseur d’une couche. La calotte polaire Sud renfermerait l’histoire récente de la planète.

Les 2/3 de cet hémisphère n’ont pas évolués depuis environ 3,5 milliards d’années.

 

·      L’hémisphère Nord

L’hémisphère Nord est caractéristique de plusieurs points:

  1. Le premier est qu’il renferme 2 grandes régions volcaniques (Elysium Planitia et le Dôme de Tharsis). Ces régions ont fait couler des flots de lave il y a environ 2,5 milliards d’années remodelant une grande partie de la région. Olympus Mons aurait peut être coulé il y a 800 millions d’années «seulement».
 
  1. Le second est la topographie. L’altitude moyenne de l’hémisphère Nord est de 3 km sous le rayon moyen (3 389 km). Les régions Boreales et Acidalia Planitia auraient pu être le siège d’un océan d’eau liquide dont la profondeur est estimée de 100 à 1 000 m. Si il y a eu un océan, les géologues estiment que le débit aurait été 800 fois supérieur à celui de l’Amazone sur Terre. La sonde Mars Global Surveyor semble affirmer cette hypothèse car des traces de rivages d’un ancien océan ont été observées.

 Quelques régions de cet hémisphère :

 

La calotte polaire Nord, en partie enterrée, de 1 200 km de largeur et de 3 km d’épaisseur, ce qui représente environ 1,2 millions km³, soit la moitié du Groenland ou 4 % du volume total de l’antarctique. Elle est lisse et coupée par des canyons de 1 km de profondeur. La glace qui la recouvre aurait une épaisseur d’environ 1 km.

Tharsis est une bosse de 6 000 km de diamètre pour 11 km de haut. Une forte anomalie de gravité y a été décelée. Sa masse comprime l’écorce à 400 bars de pression. Le pic de pression se trouve sous Olympus Mons avec 1 700 bars. En fait, Tharsis se prolonge dans l’hémisphère Sud avec son volcan Arsia Mons.

Ares Vallis fait 150 km de long pour 25 km de large. S’il y a eu un écoulement d’eau, celui-ci ressemblait plus à un déluge datant d’il y a 3 à 3,5 milliards d’années. Environ 0,5 à 1 milliard d’années plus tard, elle a été recouverte en eau par Tiu Vallis. Les chenaux d’Ares et Tiu Vallis ont été créés par la vidange soudaine des réservoirs souterrains. Il semblerait que ce soit l’activité volcanique qui ait réchauffé le sous-sol d’Iani Chaos et d’Hydaspis Chaos, situés au nord de Valles Marineris. De nombreuses crues se sont produites aussi vers le sud du canyon. Les eaux, prisonnières au fond des lacs par la glace, auraient été libérées par des séismes créant des déluges d’eau et de boue.

La faille de Memnomia Fossae est due à l’activité volcanique et tectonique du dôme de Tharsis.

Cydonia Planitia est le siège d’une formation étrange. Une colline de 1 500 m de long et quelques dizaines de mètres de haut prise sous un certain angle donne l’impression qu’un visage a été sculpté.

 

Mars est l’enjeu de la course à l’espace entre les Etats Unis et l’union soviétique. Plus de 40 missions martiennes ont été lancés depuis 1960. Le premier survol est établi par Mariner 4 en 1964 montrant une planète peu accueillante puis Mariner 9 en 1971 qui confirme l’hypothèse et présente même une géologie très complexe. L’URSS était le premier à se poser sur la planète avec l’atterrisseur Mars 3 mais il n’a survécu que 20 secondes en 1971. Puis deux atterrisseurs américains enchaînèrent Viking I et Viking II en 1976 et permettent donc de fournir de multiples informations : composition de l'atmosphère, météorologie martienne, premières analyses du sol martien… Pendant 20 ans, aucune mission n’a été lancée vers la planète rouge.

En 1990, les recherches reprennent. En 1996 un grand succès des Etats Unis : Mars Pathfinder et Mars Global Surveyvor. Ces deux sondes vont collecter des données très importantes durant 9 ans dont la présence des minéraux.

                                                                            

                               Curiosity sur Mars https://www.science-et-vie.com/2012/08/04/la-sonde-curiosity-sapproche-de-mars/

A partir des années 2000, les recherches sont ciblées sur la présence d’eau actuelle ou passée. Ce sont les orbiteurs 2001 Mars Odyssey et Mars Reconnaissance Orbiter (en 2005), les deux rovers MER (en 2003) et l'atterrisseur Phoenix (en 2007) qui se pose sur la calotte polaire. L’orbiteur Européen Mars Express (en 2003) complète les informations qui permettent de reconstruire une hisoire géologique et climatique de Mars et de préparer une des plus grandes missions les plus coûteuses : Rover Mars Science Laboratory (en 2011) aussi appelée Curiosity.

                                                                                                                                                                                                                                                                

                                                                                 

                                             Résumé des missions martiennes depuis 1960 https://www.laboiteverte.fr/resume-des-missions-martiennes/

 

 

2) Fiction ou réalité ?

 

Pour savoir si la vie est possible sur Mars, il faut tout d’abord définir la signification de la vie.

Dans ce sujet, le terme « la vie » ne signifie pas la découverte de microbes ou de petit virus susceptible de la représenter mais la possible exploration et habitation humaine de la planète rouge.

 

Les bons points :

1.     Le jour martien : des journées de presque 24h (24h37 min), ce qui est semblable à la Terre.

 

2.     Les années martiennes : une année équivaut à 2 années terrestres avec 4 saisons de 6 mois. Ce qui est nécessaire pour de futures cultures.

 

3.     La température martienne : elle peut aller jusqu’à 15°C, ce qui est important pour l’adaptation de l’homme. La luminosité de Mars est égale à 55% celle de la Terre ce qui peut aider les plantations.

 

4.     Une surface martienne : Mars est deux fois plus petite que La Terre mais pourtant elle est égale à la surface de toutes les terres émergées de notre planète.

 

5.     Une planète pas si éloignée : la planète Mars se situe à 55, 758 millions de km de la Terre. Avec la meilleure configuration et les fusées actuelles, le voyage pourrait se faire en 180 jours environ.

 

6.     Les rayons cosmiques sont finalement moins graves qu’on le pensait. Effectivement, il y a moins d’un an, la Nasa a rendu public les tests qu’ils avaient faits par l’instrument RAD (Radiation Assessment Detector) de Curiosity. Le but de ce processus est de connaître le nombre de radiations subies lors d’un allé vers Mars. Les résultats étaient prévisibles, durant le trajet les astronautes sont exposés à des radiations cosmiques cancérigènes. En moyenne un astronaute recevrait 1,8 milli sievert par jour soit sur un aller-retour 0,66 sievert (ce qui est environ égale à un scanner à l’hôpital tous les 5-6 jours). De plus les résultats sont calculés pendant le trajet et non sur Mars. La sonde a donc trouvé une fois arrivé sur Mars que les résultats sont encourageants. Malgré sa faible densité, l’atmosphère martienne protège Mars des radiations. Les doses reçues de rayons cosmiques sur Mars pour un homme sont tout à fait supportables.  

 

7.     Une garantie pour la survie humaine. Et si la Terre n’avait plus de ressources, ou qu’une catastrophe apocalyptique arrivait. L’homme viendrait à s’éteindre comme les dinosaures, il serait profitable d’avoir un lieu où se replier et éviter l’extinction.

 

8.     Une grande avancée sur l’innovation technique, en effet l’homme cherche toujours de nouvelles problématiques pour pouvoir évoluer. Mars est considéré comme l ‘avenir de l’humanité et la futur pointe de l’innovation.

 

9.     Un boost pour les emplois et l’économie du monde. Mars est comme les premiers ordinateurs développés par l’armée américaine, peu de monde y croyait et au final l’ordinateur c’est miniaturisé et est indispensable dans notre vie.

 

 

 

 

Les 3 problèmes à résoudre pour aller sur Mars et y vivre sont :

 

1.     Le problème le plus facile à résoudre est la température, les températures vont jusqu’à -100°C, elles sont aussi atteintes en Antarctique. C’est une contrainte mais la seule issue est l’adaptation de l’homme.

 

 

2.     Le second problème qui est bien plus important est l’atmosphère. En effet son atmosphère est cent fois moins dense que celle de la Terre, contient 95 % de gaz carbonique, 2% d'azote, 1 à 2 % d'argon et de gaz divers comme l'oxygène, et la vapeur d'eau. Mais on y trouve 200 fois moins d'oxygène que sur Terre. La pression est si faible que l'eau ne peut exister à l'état liquide sur la surface.Cependant, plusieurs données suggèrent que certaines parties de la surface martienne étaient autrefois recouvertes d'eau. Ceci suppose que l'atmosphère martienne était plus importante à une certaine époque. La perte de l’atmosphère peut s’expliquer par la taille de Mars, le vent solaire et la présence de roches carbonatées. Comme Mars est une planète relativement petite sa force de gravité (ou la force d'attraction) est par conséquent faible, ce qui l'empêche de retenir une atmosphère importante. Ce phénomène a probablement pu entraîner une perte de la majeure partie de son atmosphère dans l'espace. Mais les impacts des météorites ont sûrement accentué cette perte atmosphérique. D'après des scientifiques, Mars peut avoir perdu entre 50 % et 80 % de son atmosphère dans l'espace.

Contrairement à la Terre, Mars ne possède pas de champ magnétique pour se protéger du vent solaire. Donc, d'importantes quantités de gaz peuvent ainsi s'échapper de l'atmosphère martienne. Comme sur Terre, des nuages apparaissent dans son atmosphère, ainsi que des cyclones où le vent souffle à plus de 400 km/h. Des tempêtes de sable sont fréquentes sur Mars. En 1977, la sonde Viking I en a enregistré environ 35. Lorsque Mars est près du Soleil, c'est au début de l'été de l'hémisphère Sud que ces tempêtes se forment : comme l'air de l'équateur est chaud et qu’il entre en contact avec l'air froid des pôles de forts vents soulèvent le sable. La vitesse des vents peut dépasser les 180 à 360 km/h. Alors le sable soulevé peut rester des mois en suspension dans l'atmosphère martienne.

 

 

3.     Le dernier problème et le majeur sont la présence d’eau sur Mars. Elle est indispensable pour l’homme. Aujourd'hui planète froide et sèche, apparemment privée d'eau liquide en surface, on pense que Mars a dû connaître des conditions plus favorables à l'éclosion de la vie (notamment de température et de pression) dans le passé. De nombreux indices font penser que Mars a possédé dans le passé, de l'eau sous forme liquide. Les missions Viking ont fourni des images de la planète avec des vallées, interprétées comme étant d'anciennes vallées fluviales. On peut également discerner des traces de coulées de boue ou de glace. On suppose que la quantité d'eau sur la planète était assez importante. Il y a en effet trois ou quatre millions d'années, Mars était beaucoup plus chaude et sa pression atmosphérique était alors beaucoup plus importante, permettant à l'eau liquide de rester en surface. (La température d'évaporation de l'eau est plus basse lorsque la pression est faible). Avec de telles conditions, de vastes océans et des réseaux fluviaux existaient sans doute, creusant des vallées de dégel gigantesques, allant de 25 à 100 km de large et de 100 à 200 km de longueur.

Une des principales énigmes est de découvrir où se trouve cette eau actuellement. La seule forme d'eau encore "observée" à la surface de la planète est située dans les calottes polaires sous forme de glace. Mais, en quantité trop faible par rapport à ce qui était présent dans le passé. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer cette disparition : soit cette eau se serait évaporée, soit elle serait contenue dans le sous-sol, sous forme de glace, dans ce qu'on appelle le pergélisol (sous-sol gelé pendant une période d'au moins deux ans). Les résultats de la mission Mars Odyssey semblent être en faveur de cette dernière hypothèse.

 

Certains scientifiques ont émis l’idée que l’intérieur de Mars est resté froid lors de son éjection, ou pendant son plongeon dans l’atmosphère terrestre.  Si des microorganismes s’étaient logés au sein de cailloux, ils auraient été capables d’effectuer le voyage Mars Terre sans s’abîmer. La probabilité que la vie soit arrivée sur Mars et ensuite sur la Terre par les météorites n’est pas nulle. 

 

 

        Par conséquent, si la vie est possible sur Mars alors la fiction deviendrais réalité. Les scientifiques l'ont déjà prévu, ils ont déjà réfléchis aux premiers mots de l'astronaute qui posera le pied sur Mars. Mais il ne sera pas facile d'égaler la très célèbre phrase de Neil Amstrong : " C'est un petit pas pour l'homme, mais c'est un grand pas pour l'humanité".