Thème: L’homme et la nature

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1 Thème: L’homme et la nature
BILLON Lise ANTHERIEU Emilie BERTRAND Benjamin 1erS9 Terraformer Mars Thème: L’homme et la nature Problématique: Les ressemblance de la planète Mars avec notre Terre la rendent-elles propice à accueillir la vie humaine?

2 Sommaire Introduction Mars et son environnement
Comment terraformer Mars? Conclusion

3 Introduction Aujourd’hui, avec plus de 6 milliards de personnes, il commence a manquer de place sur Terre… des scientifiques ont alors cherché des solutions en prévision du futur . L’une d’entre elles a été retenue: la terraformation. Cette idée prend naissance dans un livre de sciences fictions en 1930:   « Last and first men » d’Olaf Stpledon; dans cet ouvrage, il suggère d’électrolyser à grande échelle une mer de Neptune afin de préparer son environnement pour la colonisation et permettre la venue de l’homme. Le concept n’a pas été retenu par le milieu scientifique mais cette idée a fait naître un certain engouement chez les littéraires. En 1940, dans une série de nouvelles(collision Ship) de Jack Wilanson, le terme Terraforming (terraformation en français) apparaît pour la première fois. Enfin, dans les année 60, un exo biologiste, Carl Sagan, va s’intéresser à cette idée et va chercher les différentes solutions pour terraformer Venus. Très peu suivis au début, les scientifiques vont peu à peu croire aux articles de Sagan. A la fin des années 70 Mars apparaît dans la courte liste des planètes terraformables. Robert M.Zubrin(de pionneer Astronautics) et Chistopher P.McKay(Nasa Armes research Center) ont réalisé la majorité des travaux sur le terraforming de Mars. Les planètes du systeme solaire terraformables ne sont pas nombreuses. En effet, elles ne se résument qu’à deux planètes et un satellite: Venus, Mars et Titan. Mars et Venus sont deux planètes relativement proches de la terre et à bonne distance du soleil pour ne pas être ni trop chaude ou ni trop froide. Mais Venus a déjà une atmosphère où la température est très élevée, ce qui la rend plus difficilement terraformable que Mars. Titan est la planète(ou plutôt le satellite) qui ressemble le plus à la terre(composition de l’atmosphère, présence d’eau…) mais à cause de son éloignement avec la terre et le soleil toute terraformation est compromise. C’est pourquoi Mars est la meilleure solution pour accueillir l’homme. Nous allons dans un premier temps présenter Mars et la comparer avec la terre puis voir comment pourrait-on la terraformer. Terraforming: terraformation en français, c’est le fait de rendre une planète(autre que la terre) habitable pour l’homme. Il faudrait faire des modifications de grande ampleur de son environnement pour que Mars puisse accueillir l’homme.

4 Informations Générales
Mars et son environnement Informations Générales Mars est la quatrième planète de notre système solaire, située entre la Terre et Jupiter. C’est une planète tellurique portant le nom du dieu de la guerre dans la mythologie romaine, à cause de sa couleur rouge. Si le sol martien a cette coloration c’est parce qu'il contient des particules de fer oxydé, autrement dit de la rouille. L'atmosphère est rose pour la même raison. Elle a un rayon deux fois plus petit que celui de la Terre et une masse presque dix fois plus petite: la pesanteur y est environ 3 fois plus faible que sur Terre (cf. tableau comparatif). Sa période de rotation est de 24h 37min et 22.7s. Une année martienne dure 1 an 11mois soit 780 jours. Elle gravite une fois et demie plus loin du Soleil que la Terre. Son inclinaison est de 25°12 ce qui est assez proche de notre planète et donne à Mars un cycle de saisons relativement semblables au notre. Mars est situé à 1.5UA et ne semble pas présenter de champs magnétique. Le schéma montre les saisons de l’hémisphère nord et indique que la trajectoire de mars est elliptique. Mars étant environ deux fois plus petite que la Terre, et huit fois moins massive, sa source de chaleur interne est probablement beaucoup plus faible. Ceci explique l’absence apparente de tectonique de plaques et un volcanisme peut actif. Le fait que Mars soit plus éloignée du Soleil que la Terre (donc plus froide car recevant moins d’énergie solaire) explique peut-être la disparition de l’eau liquide. La morphologie du sol martien établit l’existence indubitable d’eau dans un passé reculé (4 milliards d’années). Une partie de cette eau aurait disparu, décomposée par le flux ultraviolet solaire, l’hydrogène atomique s’échappant à mesure de l’atmosphère.

5 Comparaison Mars Terre
Mars et son environnement Comparaison Mars Terre Mars Terre Rayon orbital moyen millions de km (1.52 UA) millions de km (1UA) Diamètre équatorial 6794 km km Masse 6.42 e23 kg 5.97e24 kg Gravité à la surface 3.69 m/s2 9.78 m/s2 Période de rotation 24, h 23, h Inclinaison axe 25,19° (jusqu'à 45°) 23.45° Vitesse de rotation 868,22 km/h (à l'équateur) 1674,38 km/h (à l'équateur) Température (min/moy/maxi) 133k / 210k / 293k 182k / 282k / 333k Comparaison de l’inclinaison de rotation de Mars et de le Terre Mars est la planète dont les caractéristiques générales sont les plus proches de notre planète bleue.

6 Les satellites de Mars Mars et son environnement
Cette planète possède deux satellites, Phobos et Deimos. Ces deux satellites ont été découvert en 1877 par Asaph Hall et semblent à première vue avoir été nommés d’après les personnages de la mythologie grecque du même nom, les fils du dieu Arès. Ces lunes sont liées à Mars par les forces de marées, montrant toujours la même face dans sa direction. Phobos, « peur » en grec, est le plus gros (mais malgré tout l’une des plus petites lunes du système solaire) fait seulement 22km de diamètre, et est situé à environ 6000km de la surface martienne : il en fait le tour en 7h39. Ce satellite a une orbite instable , il se rapproche de la planète d’une dizaine de centimètre par an. Dans 20 à 40 millions d'années, Phobos s'écrasera sur la surface martienne. Deimos, « deimos » terreur en grec, quand à lui est situé à km de Mars, fait 12km de diamètre et il en fait le tour en 30h14. Il serait à l'origine une météorite primitive, sa composition diffère de celle de Mars. Il se serait formé dans la ceinture d'astéroïdes externe, entre Mars et Jupiter. L'orbite de Déimos s'éloigne lentement de Mars. Déimos(Gauche) et Phobos (Droite) s’apparentent à de gros cailloux.

7 Surface Martienne Mars et son environnement
Sa surface est couverte de volcans, de cratères d'impact, mais aussi de bassins et de plaines. Elle est entaillée par des vallées, des gorges, des canyons, des fractures, des canaux sinueux. Elle possède comme la Terre des calottes polaires, dont l'étendue varie beaucoup au cours des saisons et sur lesquelles une partie de l'atmosphère se solidifie en hiver. De formidables tempêtes se lèvent parfois, emportant la poussière martienne à des dizaines de kilomètres de hauteur, dans une atmosphère ténue et composée en majorité de gaz carbonique. La seule érosion encore en action sur Mars est celle du vent. Le mont Olympus qui culmine à 24km est la plus haute montagne du système solaire (trois fois l’Everest!), le diamètre de sa base est de plus de 500km. Le dôme de Tharsis est un énorme renflement de la surface martienne de 10km de haut et de 4000 km de long. Quant au plus vaste canyon du Système solaire, Valles Marineris, il s'étend sur kilomètres et recèle des escarpements de 5 à 10 kilomètres de profondeur. Par rapport à la composition moyenne des roches terrestres, la différence essentielle réside dans la teneur en fer, environ trois fois plus importante. Nuages martiens La météorologie martienne donne lieu à la formation de nuages. En hiver on observe un voile de brume au-dessus du pôle Nord composé de particules de glace d’eau et de poussière en forme de coiffe. Ce phénomène existe aussi, mais à moindre degré, au-dessus du pôle sud. Dans certaines conditions, lorsque la température descend en dessous de –120°C, il peut apparaître de la même façon des brumes de glace de dioxyde de carbone. L’été, des nuages blancs, se développant principalement au cours de l’après-midi, recouvrent les régions de hauts reliefs. Ces nuages très fins, situés à haute altitude, quelques km au-dessus des volcans de la région de Tharsis , sont probablement d’origine orographique : l’air chaud, s’élevant le long des pentes des volcans, se refroidit avec condensation de la vapeur d’eau qu’il contient. Vues du volcan Olympus Mons le sommet le plus haut de Mars

8 L’atmosphère de Mars Mars et son environnement
La planète Mars et la terre se sont quasiment formées en même temps, il y a 4.5 milliards d’années. Leurs atmosphères devaient être relativement semblables, mais elles ont dû évoluer de manière différente, car maintenant leurs caractéristiques ne sont plus jumelles. Composants Pourcentage de l’atmosphère de Mars Pourcentage de l’atmosphère de Terre Commentaires sur la composition de l’atmosphère de Mars Dioxyde de carbone CO2 95.32% Traces(très faibles) Malgré le fort pourcentage, il n’y a pas assez de CO2 pour que l’effet de serre soit important. Oxygène O2 0.13% 20% Pour que nous puissions respirer, il faut que la pression partielle en oxygène atteigne les 120mbar alors qu’elle est actuellement inférieure à 1mbar. Diazote N2 2.7% 78% C’est un élément essentiel à la vie végétale, mais la teneur est bien trop faible pour qu’elle puisse se développer. Il faudra donc en «rajouter». L'atmosphère de Mars contient très peu d'ozone (0,3 parties par million, soit 1/60ème de l'épaisseur de la couche d'ozone terrestre). C’est ce gaz qui nous assure une protection contre les UV sur terre. Mars n’en possédant pas, elle n’a pas de protection contre le rayonnement UV Si l’homme veut réussir à vivre sur Mars, il faudra donc changer intégralement la composition de l’atmosphère.

9 Présence d’une température et d’une pression donnée
Mars et son environnement Présence d’une température et d’une pression donnée     La température : L'organisme humain a besoin d'une certaine température pour vivre, elle doit être comprise entre -3 et 40°C en moyenne. En effet au sein de l'organisme se trouvent des enzymes (ou "biocatalyseur"), c'est-à-dire des substances organiques produites par l'organisme lui-même ayant pour but d'accélérer des réactions. Ces enzymes dépendent des conditions extérieures: pH et température. L'influence de la température sur les enzymes organiques peut se résumer sur le graphe ci-contre: La pression La pression dans l'atmosphère, ou pression barométrique, varie avec l'attitude selon une loi approximativement exponentielle. La valeur standard de la pression au niveau de la mer est 1013,25hPa (hectopascal), sur la Terre. Cette pression relativement constante permet à l'organisme d'avoir un certain équilibre. Lors d'un changement de milieu ou d'altitude, l'homme doit être vigilant, par exemple lors de la plongée sous-marine, on observe une augmentation de la pression dûe à la poussée d'Archimède qui peut provoquer le phénomène dit de "bloodshift" c'est à dire une diminution du volume de sang  estimée à un peu moins d'1 litre, ou inversement, lors d'une augmentation de l'altitude, la pression diminue. Sur la Lune, la pression étant plus faible que sur la Terre, l'homme est beaucoup plus léger ce qui lui permet de faire des sauts impressionnants. Cependant l'homme voit son habilité motrice diminuer. Pour qu’un enzyme joue son rôle le mieux possible, il lui faut une température qui lui est propre sinon soit il est détruit soit sa réaction est réduite. Lien vers la première expérience. Elle montre qu’un être vivant ne peut survivre quand la pression est très faible.

10 Présence d’une atmosphère adapté
Mars et son environnement Présence d’une atmosphère adapté b) Présence  d'une atmosphère adapté: L’atmosphère martienne est aujourd’hui irrespirable pour des êtres vivants Le dioxygène est un corps gazeux diatomique (O2) nécessaire à la respiration, constituant en volume le cinquième de l’atmosphère terrestre. Dans la stricte définition des physiologistes, la respiration est l'ensemble des fonctions qui assurent les oxydations cellulaires; elle regroupe la ventilation (convection gazeuse entre l'air ambiant et l'alvéole pulmonaire), la circulation sanguine et les transferts intra-cellulaires du dioxygène. L’oxydation est une réaction chimique souvent provoquée par le dioxygène, par laquelle on retire des électrons à un atome ou à une molécule.  Les oxydations cellulaires sont les résultats d’actions enzymatiques qui aboutissent finalement à la production d’énergie et à l’élimination des déchets toxiques. Ce sont ces réactions qui sont vitales à la survie des cellules et donc à l’organisme, et qui nécessitent un apport de dioxygène. L’organe le plus sensible au déficit de dioxygène (ou hypoxie) est le système nerveux : pour éviter tout problème il est préférable d’essayer de stabiliser le pourcentage de dioxygène dans l’air respiré à 20,946%.

11 Présence d’eau Mars et son environnement
C’est grâce à l’eau, si la Terre est la seule planète habitée du système solaire, c’est grâce à l’eau. S’il est possible de jeûner durant des semaines, la privation d’eau pendant plus de trois jours est souvent fatale. Rien d’étonnant à cela : l’eau est le constituant essentiel du vivant et représente 65 à 70% du poids d’un adulte. Dotée de propriétés exceptionnelles, la molécule d’eau joue plusieurs rôles clés. A la fois milieu liquide dans lequel baignent les cellules et vecteur de chaleur sous forme de vapeur, elle est l’un des meilleurs solvants  disponibles (l’eau est un solvant polaire c'est-à-dire elle permet la solvatation des espèces ioniques). La plupart des corps étant solubles dans l’eau, celle-ci est chargée de transporter et de redistribuer les minéraux à la surface de la Terre. Pour l’homme l’eau est la boisson physiologique indispensable car elle est acalorique et source de minéraux utiles. Il est conseillé de boire 1 L à 1,5 L par jour pour un adulte. Le cycle de l’eau, sous l’effet d’énergie thermique apportée par le soleil, l’eau s’évapore depuis la surface des  océans et des continents. Elle transite ensuite par l’atmosphère, où elle ne reste en moyenne que huit jours. Par condensation, elle retombe finalement en pluies et vient grossir les mers. Et le cycle recommence… L’implantation d’un tel cycle sur Mars serait un grand pas pour sa colonisation par l’homme. Photo de la surface de Mars montrant l’existence de vapeur d’eau Le cycle de l’eau

12 Modifications nécessaires à la vie
Mars et son environnement Modifications nécessaires à la vie Mars est une planète hostile à la vie, à cause principalement de son atmosphère irrespirable et de sa température très faible (-53°C en moyenne). A cette température, l’eau, qui nous est indispensable pour vivre, n’existe que sous forme de glace et très peu sous forme de vapeur d’eau. L'Homme est conditionné pour vivre dans des conditions d'environnement précises : notamment la présence d'eau, la composition de l'air respiré, la pression et la température du milieu ambiant. Toute déviation notable par rapport à son milieu naturel est susceptible d'entraîner un fonctionnement anormal de l'organisme. C'est la raison pour laquelle il faut tenir compte des critères énumérés ci-dessus pour une transformation du climat martien. Les 4 principales modifications à effectuer pour rendre la planète propice à l’habitation humaine sont: La température de surface est à augmenter d’environ 60 degrès La masse de l’atmosphère doit être augmenté L’eau liquide doit être rendue disponible Le flux extérieur de rayons UV et cosmique doit être réduit Effectuer ces conditions permettrait de rendre Mars biocompatible pour certains écosystèmes. La condition additionnelle serait d’obtenir la présence de suffisamment d’oxygène atmosphérique. Augmenter les fractions d’O2 et de N2 dans l’atmosphère

13 Première étape: Augmenter la température et la pression
Comment terraformer Mars? Première étape: Augmenter la température et la pression Les glaces des pôles fondent Du Co2 est libéré dans l’atmosphère L’effet de serre augmente La température de Mars augmente Nous avons vu que Mars est une planète hostile à la vie à cause de sa faible température et de sa faible pression atmosphérique. Or ces deux éléments sont liés l’un à l’autre. En effet, si on arrive à augmenter la pression atmosphérique grâce à des gaz à effet de serre, la température augmentera elle aussi. Nous avons vu que les calottes polaires de Mars étaient d’immenses réservoirs de dioxyde de carbone à l’état solide. Il suffirait donc de pouvoir libérer ce dioxyde de carbone afin d’augmenter la quantité de gaz dans l’atmosphère et donc d’augmenter la pression. Le dioxyde de carbone étant un gaz à effet de serre il permettrait aussi d’augmenter la température ce qui entraînerait la fonte des calottes polaires… Ce qui déclencherait une réaction en chaîne qui permettrait d’augmenter la pression aux alentours de 100mbars. D’après les calculs de R.Zubrin et de C.McKay, il suffirait d’augmenter la température de la calotte polaire sud de 4°K pour que ce processus s’amorce. Mars possède un deuxième grand réservoir de dioxyde de carbone: la régolite. Ce stock, une fois libéré permettrait d’élever la pression aux alentours de 400 à 500mbars. Mais il est très difficile de libérer les gaz contenus dans les sols. Mais ces données ne sont que des estimations. En effet, nous ne connaissons pas exactement la quantité de dioxyde de carbone contenu dans ces deux réservoirs. Il se peut que les calottes polaire soient majoritairement composées d’eau et qu’il n’y aurait que 10 mètres de glace de CO2 en surface. Dans ce cas la sublimation de ce dernier ne ferait qu’augmenter la pression de 0.36mbars soit 5% de la pression actuelle qui règne sur Mars. De plus, il est possible que le CO2 ne soit pas stoké dans les deux réservoirs mais soit comme sur Terre sous forme de carbonates. Il faudrait donc vaporiser ces carbonates grâce à des moyens très destructeurs tels que des explosions nucléaires, des rayons thermiques… Réaction en chaîne qui permettrait l’emballement de la hausse des températures sur Mars. Pour amorcer ce processus il faudrait augmenter de 4°K la température des pôles. Calotte polaire sud. Il faudra obligatoirement la réchauffer afin de libérer du CO2 pour d’augmenter la température et la pression. Les deux grands réservoirs de Co2 de Mars sont la régolite et les calottes polaires.

14 Faire fondre les glaces des pôles grâce à des miroirs
Comment terraformer Mars? Faire fondre les glaces des pôles grâce à des miroirs Soleil Mars Miroir La première solution pour faire fondre la glace des calottes polaires serait d’augmenter son ensoleillement car on a vu sur la Terre plus une zone est ensoleillée plus elle est chaude. Pour cela McKay et Zubrin proposent d’utiliser un(ou plusieurs) miroirs et de détourner les rayons du soleil sur le pôle sud. Ces déflecteurs(miroirs) devraient être le plus réfléchissant possible(l’aluminium semble pour le moment la meilleure idée) et par soucis de transport le plus léger possible. Ce miroir devrait mesurer 125 Km de diamètre et 5microns d’épaisseur (toujours par soucis de poids). Il culminerait à Km d’altitude mais serait stationnaire afin de ne pas perdre d’ensoleillement pendant sa rotation autour de Mars. Cela est possible grâce à la compensation de la gravité par les vents solaires. Par contre la solution du miroir comporte aussi beaucoup de désavantages et ne semble pas aussi facile à réaliser qu’il n’y parait. En effet, un miroir de cette taille pèserait tonnes soit la totalité de la production mondiale d’aluminium en 5 jours. Ensuite, actuellement il est impossible d’envoyer des choses aussi lourdes dans l’espace. Pour comparaison, le plus gros lanceur construit par l’homme est Saturne V, il était capable d’envoyer 40 tonnes sur la lune ou 130 tonnes en orbite basse. On pourrait imaginer de le construire en dehors de la terre à partir d’une lune(de Mars ou de la terre) ou d’une astéroïde. Mais cette optique est elle aussi inimaginable si l’on pense qu’il faudrait envoyer du matériel, des hommes… Sans compter que cela coûterait encore plus cher. Le miroir serai placer à 21400Km de mars. Il jouerai le rôle de deuxième soleil en réfléchissant les rayons de ce dernier sur la calotte sud. Grâce à la force des vents solaires, il pourrai rester stationnaire et éclairer continuellement Mars. Le miroir à installer pour réchauffer Mars sera similaire a ce miroir expérimental russe Znamya. Son diamètre est de 25 mètres, pour un poids de 3 kg. La voile, composée de mylar aluminisé d'une épaisseur de 5 microns, se déploie lorsque le vaisseau porteur est mis en rotation. Znamya a été déployé depuis un vaisseau Progress en février Pour information, avec la technologie actuelle on est incapable de faire évaporer un nuage avec des miroirs! Vue d’artiste d’une navette mettant les miroirs en orbite pour réchauffer la calotte polaire sud de Mars.

15 Augmenter l’effet de serre grâce à des météorites
Comment terraformer Mars? Augmenter l’effet de serre grâce à des météorites La solution des miroirs enclencherait la réaction en chaîne par la fonte des glaces des pôles. Une autre solution serait de l’enclencher en touchant directement à la composition de l’atmosphère et d’augmenter l’effet de serre. Pour cela, il faudrait injecter des gaz à fort effet de serre dans l’atmosphère tels que l’ammoniaque, les chlorofluorocarbures(CFC)... Par contre ces gaz sont introuvables sur Mars. Contrairement au CFC, l’ammoniaque est trouvable en grande quantité dans des astéroïdes du système solaire. Il serait donc possible d’en détourner un pour le faire exploser sur Mars et libérer l’ammoniaque. Pour augmenter l’effet de serre et atteindre les 4°K de plus obligatoires pour lancer la réaction en chaîne il faudrait un objet d’environ 2.6km de rayon(si on considère que c’est une sphère). Le dernier avantage de cette solution est que l’impact dégagerait le CO2 contenu dans la régolite. Par contre cette solution a elle aussi beaucoup de points faibles: faire changer d’orbite et amener vers Mars un tel objet demande beaucoup d’énergie. Avec les technologies actuelles, il faudrait 4 fusées thermonucléaires d’environ 5 GW pour atteindre Mars. l’astéroïde arriverait sur Mars avec autant d’énergie que bombes à hydrogène ce qui compromet fortement la future implantation de l’homme sur Mars. Par contre un tel impact permettrait de frapper les lits de nitrate et donc de dégager de l’azote et du oxygène. Mars Venus Soleil Mercure Terre Saturne Jupiter Orbite des astéroïdes Orbite(sans échelle) des planètes(les 6 premières). Des astéroïdes contenant de grandes quantités d’ammoniaque ont été détectés à l’extérieur de l’orbite de Saturne(cercle vert). Pour le ramener sur Mars il faudrait 4 fusées thermo-nucleaires d’environ 5 GW.

16 Augmenter l’effet de serre grâce à des usines
Comment terraformer Mars? Augmenter l’effet de serre grâce à des usines Les CFC(chlorofluorocarbures) peuvent aussi augmenter fortement l’effet de serre. Par contre ces gaz sont introuvables dans le système solaire et sur Mars. Il faudrait donc construire des usines capables d’en produire sur Mars. Ce sont ces gaz produits sur Terre par les usines qui sont responsables en partie du réchauffement de la planète et du trou dans la couche d’ozone. On sait donc parfaitement en produire! On pourrait s’inquiéter pour la couche d’ozone de Mars mais n’en possédant pas on ne risque pas de la détruire. De plus ces usines pourraient servir pour une prochaine étape afin de produire de l’oxygène. Par contre les CFC sont très sensibles au rayonnement et ont donc une durée de vie très limitée. Ce qui nous obligerait à renouveler cette couche souvent. Mais il y a une solution possible qui serait de produire du perfluorométhane (CF4). Les CF4 ont une durée de vie très importante (100 à ans). Par contre on ne connaît pas bien leur efficacité à absorber les infrarouges. Pour installer ses usines il faudrait envoyer beaucoup de matériel, avoir une meilleure connaissance du terrain… Pour augmenter l’effet de serre, on pourrait construire des usines productrices de CFC qui pourraient être réutilisées pour la production d’oxygène dans une autre étape. Là une image d’Alien, où ces bâtiments ont pour rôle de modifier l’atmosphère d’une planète. Baisser l’albédo des calottes polaires Un autre élément non encore abordé avant est l’albédo. On sait que la glace des calottes polaires ont un albédo assez fort (0.77) d’après la NASA. Il suffirait de baisser l’albédo à 0.73 pour que les calottes polaires fondent en 100ans. Pour baisser l’albédo il faut assombrir la glace. Il est donc proposé de saupoudrer les calottes de substance noire pour les recouvrir de quelques centimètres. Par contre le vent risque de perturber l’étalage de cette substance en créant des amas et des zones vides. Lien vers l’expérience sur l’albédo. Elle montre qu’avant(sol rouge) et après (sol vert) la terraformation l’albédo du sol de la planète ne changera pas. De plus, on peut aussi conclure que la blancheur des calottes empêche le sol de se réchauffer.

17 Un soleil privé pour Mars
Comment terraformer Mars? Un soleil privé pour Mars Une des dernières solutions qui peut paraître des plus extravagantes est de transformer Phobos en étoile. Si l’on envoie des bombes nucléaires sur le satellite de Mars il est possible qu’une réaction en chaîne (similaire à ce qui se passe sur le soleil) s’enclenche créant ainsi un soleil privé! Grâce à ce soleil, les glaces des pôles fondraient dégageant du CO2 et augmentant l’effet de serre. Mais à l’heure actuelle on ne sait pas si une telle réaction est possible. D’autres projets aussi loufoques ont été proposés tels que bombarder Mars d’astéroïde pour la faire changer d’orbite et la rapprocher du soleil. Ou bombarder les anciens volcans de Mars avec des ogives nucléaires pour les réveiller … Photos d’un des deux satellites de Mars. On pourrai allumer des reactions nucléaires et en faire un soleil. Etat de Mars après la première étape Cette première étape se finira quand la pression atmosphérique sera de 100mBars et que la température aura atteint les 0°C(température moyenne). A ce stade, la planète sera protégée des ultraviolets et on pourra implanter les premières bactéries. L’homme pourra marcher à la surface de Mars sans combinaison pressurisée avec seulement un masque à oxygène. Mais l’atmosphère sera encore invivable pour un grand nombre d’êtres vivants. Depuis le début de la terraformation il se sera déjà écoulé environ un siècle. Les hommes pourront marcher sur la surface de Mars sans combinaison pressurisée, avec seulement un masque à oxygène. A la fin de la première étape le sol de Mars sera sensiblement modifié(sauf si c’est la méthode des météorites qui est retenue). C’est surtout l’atmosphère qui aura changé.

18 Deuxième étape: activer l'hydrosphère de la planète
Comment terraformer Mars? Deuxième étape: activer l'hydrosphère de la planète Cette étape consiste à réactiver l’hydrosphère de Mars c’est-à-dire réactiver le cycle de l’eau, cycle à celui que la planète connaissait il y a plusieurs milliards d'années. Ce sera l’une des plus longues étapes pour la terraformation. Comme pour le dioxyde de carbone, il se pose le problème de savoir où trouver de l’eau en grande quantité? L’eau n’est certe pas présente sous forme liquide sur Mars mais de grandes quantités d’eau solide se trouvent dans les pôles et dans la régolite. D’après des estimations, il y aurait environ 5 trillons de tonnes (un 5 et 15 zéros derrières) dans les calottes. Pour déclencher l’hydrosphère, il faudrait faire fondre et vaporiser l’eau et ainsi refaire le cycle de l’eau. Pour cela, les miroirs évoqués précédemment semble encore une fois une bonne solution. En effet, après que le CO2 soit vaporisé, ces miroirs n’auront plus d’utilité et pour donc être utilisés pour faire fondre la glace. Si les réserves d’eau de Mars s’avèrent trop faibles, la solution serait d’aller en chercher dans le système solaire. Les astéroïdes faites de glace pourraient donc être détournées de leur orbite et venir sur Mars. Ainsi ce manque serait comblé. A la fin de cette étape, Mars connaîtra un phénomène qui ne s’était pas produit à sa surface depuis quelque milliards d’années: l’eau coule à nouveau sur son sol. Des lacs, des torrents, des rivières et des fleuves se mettront en place et l'eau serpentera de nouveau à travers les terres rouges et oxydées. Elle empruntera de nouveau le lit des canyons et rivières asséchés. Les endroits situés en dessous du niveau moyen se transformeront en mers et océans. C’est ainsi que la quasi-totalité de l’hémisphère nord sera recouvert d’eau tandis que l’hémisphère nord ne sera que parsemé de petites mers. Quand le cycle de l’eau sera rétabli, Mars ne sera plus la planète rouge mais une planète bleu. L’hémisphère nord sera un vaste océan à cause de sa faible altitude(2000m en dessous du niveau moyen). Et l’hémisphère sud un grand continent. Après des milliards d’année, l’eau coulera à nouveau sur Mars. Des lacs, des torrents, des rivières et des fleuves se mettront en place et l'eau serpentera de nouveau à travers les terres rouges et oxydées.

19 Dernière étape: pouvoir respirer => L’ecopoïesis
Comment terraformer Mars? Dernière étape: pouvoir respirer => L’ecopoïesis La dernière étape est la plus représentative du terraforming: changer presque intégralement l’atmosphère de Mars. Cette étape consiste à faire ressembler l’atmosphère martienne à celle de la terre. Pour cela il faudrait augmenter le taux de dioxygène qui pour le moment ne se trouve qu’à l’état de trace (0,13%). Les cyanobactéries sont des bactéries capables de vivre dans des conditions extrêmes tel que l’antarctique. On les compte parmi les premiers êtres vivants sur la planète et ce sont elles qui pendant 2 milliards d’années ont modifié notre atmosphère pour la rendre telle que nous la connaissons. Elles absorbent le CO2 de l’atmosphère pour le transformer en O2. Cette bactérie si introduite sur Mars pourrait jouer le même rôle. Deux cyanobactéries retenues par les scientifiques. La première, Deinococcus Radiodurans, a la faculté d’être très résistante aux UV et aux radiations ionisantes grâce à sa structure cellulaire sur plusieurs couches et son système de réparation de l'ADN. La deuxième, Chroococcidiopsis, est capable de vivre dans une grande variété de conditions extrêmes telle que aridité continue, salinité élevée, températures très basses ou très hautes... Une fois que la pression partielle en oxygène aura atteint 1mbar, des végétaux un peu plus grands pourront être introduits et continuer l’ecopoïesis. Il est aussi possible de réutiliser les usines(voir Augmenter l’effet de serre grâce à des usines) pour transformer le CO2 en O2. Cette étape sera terminée quand la pression partielle en oxygène aura atteint 120mBars. Les Chroococcidiopsis sont relativement communes dans les régions désertiques et sèches, et vivent dans des petites coquilles protectrices et transparentes qui agissent à la fois comme cage à moisissures et à UV. Deinococcus Radiodurans est une bactérie hétéro trophique (qui ne peut produire sa propre matière organique) mais qui a une très forte résistance aux UV et aux radiations ionisantes. Elles ont même été retrouvées dans les eaux de refroidissement des réacteurs nucléaires. Mars, la planète rouge, sera devenue bleue et méritera encore plus son surnom de sœur de la terre. Les hommes ainsi que la faune et la flore pourront y prospérer.

20 On peut enfin vivre sur Mars
Comment terraformer Mars? On peut enfin vivre sur Mars Enfin! Les hommes peuvent marcher sur Mars sans combinaison pressurisée, sans masque à oxygène. Mais la planète ne ressemble en rien avec la planète Mars que nous connaissons. En effet, maintenant elle ressemble beaucoup à la Terre. Vu du ciel, on peut voir des nuages, et Mars est passée du stade de planète rouge à planète bleue. A sa surface, on voit de la végétation, des mers et des lacs, sûrement des villes et des cultures… Mars est devenue la jumelle de la Terre. La terraformation ne sera pas instantanée, mais sera un ouvrage de longue voire de très longue haleine. En effet, nous avons vu que la première étape(augmenter la chaleur et la pression) a pris déjà un siècle. Les deux autres étapes sont bien plus longues que cette dernière. Au bout de 100 à ans, il sera possible de faire vivre des plantes supérieures. Certains estiment qu'il faudrait 25 ans pour arriver à une pression partielle en O2 de 1 mbar avec des techniques d'ingénierie lourde, ou 100 ans par la seule action de bactéries. Pour atteindre la pression partielle de 120mbars, il faudra compter 900 ans. En ans, Mars pourrait être entièrement terraformée, avec une atmosphère viable. Il est donc impossible que nous voyons Mars terraformée. Par contre il est possible que ne soit pas avec ces techniques que Mars soit terraformé. En effet, les techniques et les méthodes auront évolué et des solutions plus rapides, plus fiables seront apparues. Une fois terraformée, Mars présentera un nouveau visage, plus coloré, plus accueillant. Un visage qu'aucun de nous ne pourra malheureusement jamais admirer, car la transformation de Mars en une deuxième Terre n’aura pas lieu de notre vivant. Le terraforming sera un travail de longue haleine. Mais il est possible que ces méthodes ne soient pas retenues car trop simplistes et comportant trop de risques. Elles pourront être remplacées par des méthodes plus rapides, et surtout moins coûteuses. 100ans Très longtemps ans

21 Conclusion L’idée du terraforming est encore toute jeune et pas encore très précise. Mais cette solution, face au nombre croissant d’habitants sur Terre, parait la bonne. Cela nous permettrait de nous « avancer » dans l’espace, d’observer de plus près certaines planètes du système solaire et de voir plus loin dans l’univers. De plus la Terre n’est pas à l’abri d’un impact d’astéroïde qui rayerait l’humanité. C’est pour cela que cette idée est plaisante mais, déjà des opposants tirent la sonnette d’alarme. En effet, terraformer Mars serait donc nous l’approprier, or le traité de l’espace-extra-atmosphérique de 1967 établi, dit que les corps célestes sont « l’apanage de l’humanité ». De plus étant donné les problèmes actuels de pollution sur Terre, serions nous capables d’éviter de refaire les même erreurs, de ne pas détruire ce que nous avions mis tant de temps à construire? Et puis changer la surface de Mars ne serait-il pas la polluer directement par définition? Il s’agit finalement d’une opposition entre les autropocentristes défendant l’idée que l’humanité doit être répandue dans tous les lieux qui sont accessibles et les écologistes qui cherchent à préserver la nature à tout prix, quelque soit le lieu. Les débats politiques et philosophiques sont déjà ouverts. Terraformer Mars est les projet le plus grandiose et le plus arrogant imaginé par le cerveau humain. Mais avant d’y arriver, il faudra quelques approfondissements théoriques et des efforts techniques considérables… Sans pour autant jouer les « apprentis sorciers »! De nombreuses voix se soulèvent contre le terraforming mettant en garde de ne pas aller polluer un autre monde comme nous le faisons sur notre planète. Les caractéristiques de Mars(et surtout son environnement) la rendent donc bien terraformable mais pas sans mal.

22 Définitions l’albédo: fraction de la lumière et de l’énergie reçues que réfléchit ou diffuse un corps non lumineux Astéroïdes: objet céleste dont la taille varie de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de diamètre et qui tourne autour du Soleil. Autropocentristes: Conception, attitude qui rapporte toutes choses de l’univers à l’homme. L’ecopoïesis: Électrolyse: dissociation en ions chimique de certaines substances en fusion ou en solution, produite par un courant électrique gaz à effet de serre: gaz qui provoque un phénomène de réchauffement des basses couches de l’atmosphère terrestre qui les rendent opaques au rayonnement infrarouge émis par la Terre orbite basse: Première altitude (350 à 1400 km) utilisée par les satellites artificiels, qui ne permet pas les trajectoires géostationnaires. Planète Tellurique: planète dense de taille moyenne et dotée d’une structure rocheuse chimiquement différenciée dont la terre est le prototype (Mercure, Vénus, Mars) la régolite: manteau de débris grossiers résultant de la fragmentation des roches sous jacentes vents solaires: flux de particules chargées émis en permanence par le soleil Terraformation: Issue de la science-fiction, la terraformation est devenue une science étudiant la transformation de l'environnement naturel d'une planète, d'une lune ou d'un autre corps, afin d'y réunir les conditions permettant une vie de type terrestre, espérant donc la rendre habitable par l'Homme. Retour