Depuis la mi-novembre, nous sommes près de huit milliards d’êtres humains sur Terre. Parce que notre planète n’est pas extensible et que ses ressources s’amenuisent, certains pensent que le salut de notre espèce repose sur la colonisation d’autres planètes, en particulier Mars. Pour que nous puissions un jour prospérer sur la planète rouge, Paul Smith, ingénieur civil à l’Université de Bristol, propose de construire une forêt sous un dôme à sa surface.
La population humaine devrait dépasser les neuf milliards en 2050. « Si la croissance de la population humaine n’est pas maîtrisée, les zones semi-naturelles doivent être sacrifiées à la production alimentaire et à l’urbanisation, ce qui engendre l’effondrement des écosystèmes et une réduction de la population imposée par l’environnement », avertit le scientifique dans l’International Journal of Astrobiology. Une alternative consiste selon lui à créer plus d’habitats en orbite autour de la Terre ou sur la surface lunaire ou martienne.
Mars n’est pas une planète très accueillante. La température moyenne y est de -63 °C et les tempêtes de poussière sont fréquentes. Sans compter que sa fine atmosphère, majoritairement composée de CO2, est irrespirable et l’absence de champ magnétique induit des niveaux de rayonnement élevés. Les dernières missions d’exploration ont toutefois révélé qu’elle comporte de grands réservoirs de glace d’eau sous sa surface, qui pourraient être fort utiles si l’Homme devait s’y installer durablement. Resterait alors à créer des espaces sous atmosphère contrôlée. C’est le principe des réserves naturelles martiennes présentées par Paul Smith.
Un assemblage inhabituel d’espèces pour un nouvel écosystème
Smith suggère de construire des « écosystèmes de type terrien confinés » (ou CTTE), des oasis de verdure à la surface de Mars en quelque sorte. En supposant que le confinement peut fournir des conditions tolérables, Mars offre la gravité, l’atmosphère, suffisamment de lumière solaire pour la photosynthèse et l’eau, tandis que la proximité de la Terre permet la gestion du système, souligne-t-il. Cet écosystème confiné pourrait être suffisamment grand pour accueillir une forêt, un fac-similé de forêt ancienne plus exactement.
L’ingénieur rappelle en effet que les environnements forestiers ont des effets bénéfiques sur la santé, tant au niveau physique que psychique (il parle de « refuge psychologique »). Cette forêt servirait également de jardin botanique, abritant des espèces utiles aux colons pour leurs métabolites secondaires (vitamines, arômes, parfums, médicaments, couleurs et stimulants de l’humeur). Un réseau de ces oasis est donc selon lui indispensable pour envisager l’exploration de l’espace par l’Homme. « Il est plus facile d’entrer dans un désert, sachant qu’il contient une oasis », note-t-il.
Cette enceinte hémisphérique à environnement contrôlé ferait un rayon d’environ 250 mètres, soit une empreinte au sol de 20 hectares. Il ne sera pas question de recréer un biome forestier terrestre spécifique (ce qui serait contre-productif selon l’auteur), mais plutôt d’introduire progressivement différentes espèces, de sélectionner celles qui s’adaptent le mieux aux conditions martiennes, puis de laisser cet assemblage inhabituel d’espèces constituer peu à peu un nouvel écosystème propre à Mars.
Pour ce faire, plusieurs contraintes environnementales devront être prises en compte, à commencer par les rayonnements de particules solaires et cosmiques qui sont néfastes pour tout organisme vivant. Selon Smith, il serait toutefois relativement simple de générer un champ magnétique artificiel pour détourner ces particules. Il note toutefois que certains comportements, notamment la croissance et le développement des plantes, pourraient être compromis par l’absence du champ géomagnétique terrestre.
La gestion des ultraviolets sera plus délicate. Mars est dépourvue de couche d’ozone et sa surface est donc exposée à de hauts niveaux d’UV. Mais ceux-ci sont à la fois néfastes et bénéfiques pour les organismes : « Certains UV sont nécessaires à la synthèse de la vitamine D et à d’autres mécanismes chez les animaux », note l’auteur, qui ajoute que certains pollinisateurs utilisent les UVA pour la navigation. « Le bien-être humain et le fonctionnement de l’écosystème nécessiteront donc une modulation, et non une exclusion totale, du flux UV de Mars », conclut-il.
L’importance des saisons et de l’influence lunaire
La composition du sol de ces réserves naturelles martiennes est évidemment un point clé. A priori, la croûte basaltique de Mars contient des nutriments pour soutenir la croissance des plantes terriennes ; les éléments essentiels (azote, potassium, fer, zinc, etc.) ont tous été identifiés dans des météorites martiennes. Mais le substrat martien contient également des éléments toxiques, à concentration élevée (oxydes de fer, perchlorates, peroxyde d’hydrogène), qu’il faudra éliminer au préalable.
Autre point de difficulté : reproduire les saisons terrestres. « Les biomes changent de façon saisonnière, donc les CTTE ont besoin de saisons. La temporalité détermine les étapes critiques du développement, les physiologies individuelles et les relations interspécifiques », note Smith. Mars a quatre saisons, qui n’ont pas la même durée en raison de l’orbite elliptique de la planète ; le printemps dans l’hémisphère nord (qui correspond à l’automne dans l’hémisphère sud) est la saison martienne la plus longue. « Les saisons imprègnent également des caractéristiques essentielles à la restauration psychologique, par exemple, la couleur d’automne, le silence hivernal, les fleurs printanières et le feuillage estival », souligne le scientifique.
On ne sait pas dans quelle mesure les organismes terrestres peuvent s’adapter aux saisons martiennes. De même, les effets d’une influence lunaire complètement différente que sur Terre, restent incertains. Comme le rappelle Smith, notre Lune sert de point de repère à de nombreux processus écologiques — chez les animaux, comme chez les plantes, dont la croissance peut être influencée par la force de marée. A contrario, Phobos et Deimos, qui sont beaucoup plus petites, n’ont aucune influence sur la surface martienne.
La capacité des organismes à s’adapter à une gravité bien inférieure à celle de la Terre (sur Mars, la gravité est de 0,38 g) soulève également des interrogations.
En résumé, construire un CTTE sur Mars sera particulièrement complexe, mais, peu importe le nombre de défis à relever, l’humanité doit y faire face, selon Smith. « D’un point de vue biocentrique, les dirigeants mondiaux devraient se préoccuper de l’avenir de la vie dans l’Univers et du rôle de l’humanité dans sa protection et sa promulgation. Sur une planète à l’habitabilité limitée, c’est un devoir important. La survie de la vie, sous quelque forme que ce soit, est la priorité biocentrique ultime », conclut-il.