Demandez à Ethan: N'est-il pas stupide de rêver de terraformer Mars?

Mars et la Terre à l'échelle - on peut voir à quel point notre planète est plus grande et plus conviviale que notre voisine rouge

Dans l'Univers entier que nous connaissons, il n'y a qu'une seule planète capable de supporter une vie intelligente complexe: la Terre. Et bien que des mondes lointains se déplaçant autour d'autres étoiles puissent avoir un potentiel similaire à celui des terrestres, et qu'ils puissent même être habités, nous devons encore apprendre à voyager aussi loin. Mais que faire si nous regardons un autre monde dans notre système solaire? Le candidat le plus probable est Mars, qui, apparemment, possédait dans le passé de nombreuses propriétés comparables à celles terrestres. Il est possible qu'avec un peu d'aide, il puisse le redevenir. Une question à ce sujet est posée par notre lecteur:

J'ai lu divers documents sur ce sujet, et la plupart décrivent comment vous pouvez vivre sur Mars en ce moment, ce qui ressemble à une entreprise plutôt compliquée. Et maintenant, nous avons également appris que le sol y est toxique et tue rapidement les bactéries. Mais la vraie terraformation de Mars? Il me semble que l'absence d'un champ magnétique sera le plus gros problème, c'est pourquoi toute atmosphère que vous avez créée s'envolera simplement de là. Pourquoi ne terraformons-nous pas la Terre - ce sera beaucoup plus facile!

Il y a de bonnes raisons pour une attitude pessimiste envers ce que nous pouvons faire avec nos technologies actuelles, mais en principe, transformer Mars en un monde habité, il s'avère, est toujours possible.


Un moyen possible de transformer Mars en une forme plus proche de la Terre. Amener le monde à une espèce habitée sans avoir besoin d'ériger des structures à l'intérieur desquelles la pression de l'air est maintenue, commence toujours par l'arrangement de l'atmosphère

Bien sûr, le sol de Mars peut être toxique, mais il existe des sols toxiques sur Terre. Les paramètres qui déterminent la possibilité de vie dans des conditions spécifiques sont peu nombreux: c'est le pH, la teneur en humidité et la capacité de retenir les éléments / molécules / nutriments, ainsi que de ne pas empoisonner tout le reste qui y est présent. Le sol de la Terre peut être cultivé et rendu habitable en utilisant des processus chimiques ordinaires, et il n'y a aucune raison de ne pas faire quelque chose de similaire sur Mars. C'est probablement le plus simple. Ayant reçu des micro-organismes qui peuvent se multiplier sur Mars, même s'il n'y en aura pas autant que sur Terre, nous franchirons déjà un grand pas dans la construction d'un environnement habité.


Newton Crater dans des couleurs de retouche. Des stries sont visibles, la preuve la plus forte de la présence d'eau qui coule à la surface de Mars

Mars a un pire problème: il est sec. Non pas qu'il n'y ait ni vapeur d'eau ni glace; ils sont là. Le problème est de prendre quelque part une grande quantité d'eau, son écoulement stable dans la phase liquide. Et bien qu'il y ait de l'eau liquide salée sur Mars à certains moments de la journée - nous pouvons le voir dans les ruisseaux en croissance [linea] sur les pentes du paysage martien - la plupart du temps, l'eau est gelée ou s'évapore. À notre connaissance, l'eau liquide est essentielle aux processus de vie sur Terre, et elle n'existe pas sur Mars.


Des lacs gelés saisonniers apparaissent sur toute la surface de Mars, ce qui indique la présence d'eau (non liquide) à la surface

La raison physique est simple: l'atmosphère de Mars est trop mince pour supporter l'eau liquide à la surface. L'eau liquide nécessite une certaine pression atmosphérique - au moins 1% de la Terre. Sur Mars, elle ne représente que 0,7% de la terre, à cause de laquelle la phase liquide peut difficilement exister. Une sorte de liquide n'existe qu'en raison de la salinité de la surface et de la longueur des cratères profonds, en dessous desquels il peut y avoir plus d'atmosphère et plus de pression. Si les gens ne sont pas protégés à la surface de Mars, le liquide dans leur corps va bouillir, car les conditions sur Mars n'atteignent pas la limite d'Armstrong


La limite d'Armstrong est l'altitude (sur Terre), où la pression atmosphérique est si basse que le fluide bout à une température normale du corps humain - environ 18-19 km. Si la pression disparaît dans un avion à réaction au-dessus de cela, le pilote perdra connaissance même s'il a un masque à oxygène

Si vous devez faire revivre le sol, créez une vie macroscopique qui peut se soutenir, une biosphère habitable, des océans et d'autres types d'eau stable à la surface - vous devez ajouter de l'atmosphère. Pour obtenir une atmosphère similaire à la Terre, il faut multiplier par 140 la quantité d'atmosphère sur Mars: ce sera environ 3500 tératons, 3,5 × 10 ¹⁸ kg. Ceci est comparable à la masse de l'astéroïde 5 Astrea , ou Pak, le satellite intérieur d'Uranus, et représente environ 70% de l'atmosphère terrestre. Pour ce faire, vous devrez livrer beaucoup de matériel - de préférence de l'azote et de l'oxygène.


Mars, de masse et de taille comparables à Ganymède, la plus grande lune de Jupiter, devra augmenter l'atmosphère d'une masse comparable à la masse de la lune d'Uranus, Pak

Mais même si vous ajoutez autant d'atmosphère, il y aura toujours un problème: Mars n'a pas de champ magnétique qui peut le protéger du vent solaire. Comme l'a confirmé la mission MAVEN de la NASA, Mars perd toujours les restes de son atmosphère en raison des collisions de particules chargées avec elle, à la suite desquelles de nombreuses molécules volent dans l'espace. L'atmosphère de Mars est aujourd'hui presque entièrement composée de dioxyde de carbone, car cette molécule est plus lourde que les autres composants de l'atmosphère, l'azote et l'oxygène. Si nous voulions terraformer Mars, il nous faudrait non seulement ajouter de l'atmosphère, de l'eau et transformer chimiquement la surface pour la rendre habitable, mais aussi pour protéger l'atmosphère ajoutée - n'est-ce pas?


Mars n'a pas de champ magnétique qui protégerait son atmosphère du vent solaire, il la perd donc, contrairement à la Terre. Mais nous devons calculer les échelles de temps auxquelles cette perte se produit

Ce n'est peut-être pas nécessaire! Vous voyez, dans les problèmes physiques, une approche quantitative est nécessaire: comprendre non seulement ce qui se passe, mais aussi à quelle vitesse. Le vent solaire emporte bien sûr l'atmosphère de Mars, mais seule la mission MAVEN a répondu à la question de la vitesse de sa disparition: environ 110 grammes par seconde. Pendant les tempêtes solaires, cette vitesse peut augmenter jusqu'à dix fois, et elle semble assez rapide. Mais si vous comptez combien de temps il faut pour éliminer l'atmosphère terraformée, vous obtenez un très gros chiffre: des centaines de millions d'années. Au lieu de créer un champ magnétique extrêmement puissant, vous pouvez simplement prévoir un afflux constant de molécules dans l'atmosphère pour compenser la perte.


L'atmosphère de la Terre, vue depuis l'ISS au coucher du soleil, mai 2010. Peut-être qu'après la terraformation, l'atmosphère de Mars peut avoir la même apparence

Bien sûr, nous ne devons en aucun cas envisager l'option d'abandonner la Terre pour Mars: toute terraformation de la planète rouge sera plus coûteuse que les efforts de préservation de notre Terre. Peu importe à quel point nous le gâchons ou l’endommageons, ce sera toujours le monde le plus habité du système solaire.


Mars et son atmosphère subtile, photo du satellite Viking dans les années 1970. Même après tous les dommages causés par les humains à la Terre, il est difficile d'imaginer comment la correction de la Terre peut être plus difficile que la terraformation d'une planète désertique entière

Débarrassez-vous des illusions de tous ceux qui croient que nous pouvons nous déplacer vers Mars après avoir rendu la Terre inhabitée. La Terre est la première planète, et nous devons trouver un moyen de résoudre nos problèmes terrestres afin de préparer l'humanité à un succès à long terme. Mars peut faire partie de ce plan à long terme, mais la partie la plus difficile de sa transformation sera la création d'une atmosphère beaucoup plus massive. Mais si vous y parvenez, alors océans, pluies, sols fertiles, un écosystème prospère suivra!

Ethan Siegel - astrophysicien, vulgarisateur scientifique, auteur de Starts With A Bang! Il a écrit les livres «Beyond the Galaxy» [ Beyond The Galaxy ] et «Tracknology: the science of Star Trek» [ Treknology ].

FAQ: si l'Univers se développe, pourquoi ne nous développons-nous pas ? pourquoi l'âge de l'Univers ne coïncide pas avec le rayon de sa partie observée .