Serons-nous un jour capables de terraformer (rendre habitable) Mars ?

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Si la possible terraformation de Mars alimente les romans de science-fiction, elle intéresse également les scientifiques. Malgré son terrain et son climat hostiles à la vie humaine, le processus paraît envisageable pour certains, là où d’autres estiment que c’est impossible. Dans le cas de l’affirmative, l’aboutissement du processus prendrait des centaines, voire des centaines de milliers d’années.

C’est un fait, l’Homme transforme son environnement depuis la nuit des temps et cherche à coloniser d’autres planètes du Système solaire. C’est le cas de Mars — la plus prometteuse pour la terraformation —. Sauf que la planète rouge présente tout de même des caractéristiques très hostiles à la vie humaine. La terraformation consisterait alors à modifier le climat, la surface, et les propriétés actuels de la planète, afin de la rendre habitable. L’objectif est de parvenir à réunir les conditions de la vie terrestre.

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Un terrain hostile à la vie humaine

Mars possède quelques points communs avec la Terre : sa vitesse de rotation, l’inclinaison de son orbite, ou encore l’aspect de sa surface témoignant d’un climat plus chaleureux dans le passé. Mais elle est désormais inhabitable du fait de sa pression atmosphérique 160 fois inférieure à celle de la Terre, de sa température moyenne de -63 °C (car plus éloignée du Soleil), de son atmosphère très peu dense et irrespirable pour les humains (96% de CO2) et de l’absence d’eau à l’état liquide.

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Vue d’artiste des différentes étapes de la terraformation de Mars. © CC BY-SA 3.0

Sur un autre plan, Mars possède une gravité équivalente à seulement un tiers de celle de la Terre, ce qui provoquerait pour le colon humain un relâchement et une perte de contrôle musculaires à terme. En outre, sa surface subit un bombardement constant de rayons cosmiques et ultraviolets qui ont un effet délétère sur l’homme.

D’après l’étude « Making Mars habitable » publiée dans Nature en 1991, terraformer la planète rouge signifierait lui redonner une seconde jeunesse, en relançant le champ magnétique perdu et en densifiant son atmosphère. La majorité des réserves en CO2 de la planète serait conservée, sous une forme facilement exploitable. « Comprendre le champ magnétique de Mars, comment il a évolué et à quel stade de l’histoire de la planète il s’est arrêté est évidemment important pour les missions futures et est essentiel si les scientifiques espèrent un jour établir une présence humaine sur Mars », explique dans un communiqué bien plus récent Hrvoje Tkalčić, chercheur géophysicien à l’Université nationale australienne.

Les différentes étapes de la terraformation

La première étape du processus consisterait à reconstituer une atmosphère chaleureuse, en augmentant la température de Mars d’au moins 60 °C. Il s’agirait de « polluer » son atmosphère par augmentation de la concentration en dioxyde de carbone, afin de profiter de l’effet de serre. Même si l’atmosphère martienne contient 96% de CO2, la quantité reste trop faible pour jouer un rôle. Il en existe toutefois d’autres réservoirs dans le sol martien (le régolite) et dans les calottes polaires (au pôle Sud), même si nous ne savons pas réellement en quelle quantité. Il faut noter que quand la calotte polaire fond sous l’effet des rayons du Soleil au printemps et que le CO2 passe de l’état solide à l’état gazeux, la pression atmosphérique peut alors augmenter de 20%.

D’après une étude de Christopher McKay et Robert Zubrin, une élévation de 4 °C de la température de la calotte polaire pourrait suffire à déclencher le processus. Pour ce faire, l’utilisation de miroirs géants (les plus légers possibles) pour réfléchir la lumière du Soleil vers les pôles est envisagée. « Des miroirs d’une dimension de l’ordre de 100 km de rayon sont nécessaires pour vaporiser le CO2 dans la calotte polaire sud », écrivent-ils. « S’ils étaient fabriqués dans un matériau semblable à celui des voiles solaires, ces miroirs auraient une masse de l’ordre de 200 000 tonnes. S’ils étaient fabriqués dans l’espace à partir de matériaux provenant d’astéroïdes ou de la lune martienne, il faudrait environ 120 MWe-années d’énergie pour produire l’aluminium nécessaire ». Ils estiment qu’une telle quantité d’énergie pourrait être fournie par les multinationales à court terme.

Si la température augmente, les glaciers pourraient fondre pour réactiver le cycle de l’eau (à l’état liquide) et la vie végétale apparaîtrait. Il serait tout de même nécessaire de fertiliser les sols avec des engrais organiques pour libérer du dioxygène et pouvoir respirer sur Mars. Par exemple en utilisant des microorganismes comme des cyanobactéries (habituées aux conditions extrêmes), qui apporteraient des quantités non négligeables de matières organiques.

Une autre étape de la terraformation de Mars est la création d’un champ magnétique artificiel, expliquée dans une étude de 2021 par des chercheurs incluant James Green, planétologue américain qui a travaillé à la NASA. En effet, le champ magnétique qui entoure notre planète nous protège de particules chargées à haute énergie qui nous arrivent du Soleil, et des effets du vent solaire qui semblent avoir appauvri l’atmosphère de Mars. Il faudrait en fait disposer d’un intense flux de particules chargées à l’intérieur ou autour de la planète, ce dernier cas étant plus envisageable par les scientifiques.

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Mars possède deux petits satellites naturels (Phobos et Déimos), et grâce à eux, il suffirait de créer un anneau de particules chargées autour de la planète. Comme Phobos est la plus grande des deux lunes de Mars et orbite plus près d’elle — sur une trajectoire plutôt circulaire à environ 6000 km du sol martien —, les chercheurs proposent d’ioniser les particules de sa surface et de les accélérer afin de créer une sorte de tore de plasma. D’après eux, cela donnerait naissance à un champ magnétique suffisamment puissant pour protéger les colons humains qui voudraient s’y installer. Mais l’opération nécessiterait beaucoup d’énergie, probablement issue de la fusion nucléaire.

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Des chercheurs imaginent qu’un tore de plasma à la surface de Phobos pourrait créer un champ magnétique protecteur autour de Mars. © Ruth Bamford, STFC

« À l’heure actuelle, c’est parfaitement impossible, car nous n’en avons pas les moyens technologiques »

Toutefois, certains chercheurs sont persuadés de l’impossibilité de réaliser une telle prouesse, du moins pas avant très longtemps. C’est le cas de Franck Montmessin, directeur de recherche CNRS au Laboratoire « Atmosphères, milieux, observations spatiales », qui confie à Trust My Science : « À l’heure actuelle, c’est parfaitement impossible, car nous n’en avons pas les moyens technologiques. Il faudrait déployer des moyens incommensurablement plus importants que ceux que nous prévoyons pour la première mission humaine sur Mars. C’est un projet qui, à mon sens, ne peut s’envisager que sur les siècles à venir ». Et il n’est pas le seul à le penser, une étude ayant démontré que le stock de CO2 martien n’est pas suffisant et trop difficilement accessible pour réaliser la terraformation.

Alors, dans combien de temps le rêve de terraformation pourrait-il devenir réalité ? Dans un premier temps et avec beaucoup de moyens, les habitants de la planète rouge porteraient un scaphandre (combinaison pressurisée) avec un masque et un respirateur. D’après certains, il suffirait de 100 à 200 ans pour épaissir l’atmosphère et se passer du scaphandre seulement. L’énergie nécessaire correspondrait alors à celle reçue par Mars pendant 10 ans, et nécessiterait des milliards de dollars. Ensuite, il faudrait probablement quelque 900 ans pour atteindre une pression partielle correcte et des centaines de siècles pour que Mars soit entièrement terraformée.

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