Notes sur le système solaire interne: Mars, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur le système solaire interne: Mars, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le système solaire interne: Mars. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Mars, L'exploration de Mars, L'atmosphère, La surface, la ceinture d'astéroïdes.
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Après la Terre, nous trouvons Mars, à une distance moyenne de 1,50 unités astronomiques

du Soleil. Contrairement aux autres planètes, Mars a une période de rotation très proche de

celle de la Terre, l'alternance entre le jour et la nuit se fait donc au même rythme que sur notre

planète. L'inclinaison de l'axe de rotation par rapport au plan de l'orbite a également une valeur

similaire, ce qui conduit la planète à être soumise à un cycle de saisons semblable à celui de la

Terre, légèrement plus lent car l'année martienne est plus longue que la nôtre.

Vue de la Terre, la planète apparaît généralement rougeâtre, avec quelques zones foncées et

des régions polaires blanchâtres. Avec l'alternance des saisons, son aspect change beaucoup.

En été, les zones polaires rapetissent et les zones foncées s'étendent. En hiver, la couverture

blanche sur les pôles est très marquée et les zones foncées se font plus discrètes. Ces zones

foncées sont des régions de roches plus sombres et leur changement d'aspect est

probablement dû à une couche de poussière d'épaisseur variable avec les saisons. L'aspect

rouge de la planète est quant à lui dû à la présence d'oxyde de fer.

Mosaïque de Mars construite à partir de 102 images prises lors des missions Viking. L'image est

centrée sur la région Valles Marineris, un système de canyons long de 3000 kilomètres et d'une

profondeur maximale de 8 kilomètres. On aperçoit à gauche les volcans du Tharsis, tous d'une altitude

d'environ 25 kilomètres. Crédit : NASA/GSFC

L'exploration de Mars par des sondes spatiales commença en 1965 avec un survol par Mariner

4. Deux autres sondes Mariner firent de même, puis ce fut Mariner 9 qui se mit en orbite autour

la planète et prit des images pendant presque un an. En 1976, ce furent les deux sondes Viking

qui étudièrent Mars pendant plusieurs années. Chacune était composée d'une sonde en orbite

qui prenait des images de la surface et étudiait l'atmosphère, et d'une sonde qui se posait sur la

surface, effectuait des mesures météorologiques et sismologiques et analysait quelques

échantillons du sol, en particulier pour détecter de possibles traces de vie. A côté de ces

immenses succès, Mars donna également lieu à de grandes déceptions, en particulier avec

l'échec de la sonde Mars Observer en 1993 et de l'atterrisseur Beagle 2 en 2003.

L'atmosphère

La planète Mars a un diamètre de 6800 kilomètres. Elle possède une atmosphère très ténue

avec une pression inférieure à 1 pour cent de la valeur terrestre. L'atmosphère est constituée de

gaz carbonique à plus de 95 pour cent, d'un peu d'azote, d'argon et d'oxygène, et de traces

d'autres gaz. Il y a également un peu de vapeur d'eau, en quantité suffisante pour donner

naissance à des nuages de glace ou à du brouillard. Les images prises depuis la surface

montrent que le ciel apparaît orange, ce qui est vraisemblablement dû à de fines particules de

poussière présentes dans l'atmosphère.

La température à la surface de Mars est très variable, entre un minimum d'environ -140 degrés

Celsius la nuit et un maximum diurne de 0 degré l'hiver et de 20 degrés l'été. L'atmosphère de

Mars est parfois animée de formidables tempêtes qui englobent toute la planète et peuvent

durer plusieurs mois. La surface est alors entièrement cachée par les poussières soulevées par

le vent. Cela s'est par exemple produit au début de la mission Mariner 9, la sonde ayant alors

été dans l'impossibilité d'observer la surface pendant plusieurs semaines.

La surface

Les différentes sondes ont révélé une surface fascinante et riche en formations de types

différents : volcans éteints, cratères, canyons et lits de rivières asséchés. Ces diverses

formations ne sont pas réparties uniformément sur la planète, mais plutôt regroupés dans un

hémisphère donné.

L'hémisphère nord de Mars est dominé par des formations d'origine volcanique. On y trouve en

particulier deux régions où se concentrent de nombreux volcans : le dôme du Tharsis, avec 3

volcans dont la hauteur dépasse 20 kilomètres, et, de l'autre coté de la planète, Elysium

Planitia. Près du dôme du Tharsis se trouve Olympus Mons, le plus grand volcan du système

solaire qui culmine à 26 kilomètres d'altitude avec une base de 600 kilomètres de diamètre.

Les volcans martiens sont du même type que les volcans de Hawaii, avec des flancs en pente

très douce. Ils sont dus à la présence d'un point chaud dans le manteau, qui éjecte de la lave

vers l'extérieur à travers la croûte. Leur taille démesurée est probablement liée à l'absence de

tectonique des plaques. Sur Terre, du fait de la tectonique, la croûte se déplace par rapport au

point chaud, produisant une succession de petits volcans. Sur Mars, la croûte est fixée et

l'accumulation de lave en un même point forme petit à petit des volcans énormes. A partir

d'une étude du nombre de cratères dans ces régions volcaniques, il a été possible de les dater

de façon approximative : le dôme du Tharsis par exemple est relativement jeune, avec

seulement quelques centaines de millions d'années.

L'hémisphère sud est très différent, dominé par des cratères d'impact vieux de plusieurs

milliards d'années. Contrairement aux cratères lunaires dont l'aspect ne change pas avec le

temps, les cratères martiens sont soumis à une érosion d'origine atmosphérique qui altère leur

forme, arrondit leurs bords et recouvre leur intérieur d'une épaisse couche de poussières.

Un panorama de la surface martienne pris lors de la mission Pathfinder en 1997. Crédit : NASA/GSFC

L'une des formations les plus remarquables de la surface martienne se trouve près de l'équateur

: il s'agit d'un gigantesque canyon, baptisé Valles Marineris en l'honneur de la sonde Mariner,

qui s'étend sur plus de 3000 kilomètres avec une profondeur qui peut atteindre 8 kilomètres. Il

est lui-même entouré de tout un système de canyons de taille plus modeste. Les planétologues

pensent que ces formations sont le résultat de l'effondrement d'énormes plateaux.

Le dernier type de structure mis en évidence sur Mars, en particulier dans le voisinage du Valles

Marineris, est constitué de petites vallées qui présentent de nombreux méandres et

ressemblent à des lits de rivière asséchés, ce qui laisse penser que de l'eau liquide a dû couler

sur la surface de Mars par le passé.

Finissons ce rapide survol de la planète Mars, en remarquant que la planète possède deux

petits satellites, Phobos et Deimos, avec une dimension de l'ordre de 10 kilomètres. Ces

satellites apparaissent très irréguliers et sont recouverts de cratères. Du fait de la proximité de

la ceinture d'astéroïdes et de leur aspect irrégulier, les astronomes les soupçonnent fortement

d'être des astéroïdes capturés par Mars.

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