Notes sur le système solaire interne: les atmosphères de la Terre et de Mars, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 janvier 2014

Notes sur le système solaire interne: les atmosphères de la Terre et de Mars, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le système solaire interne: les atmosphères de la Terre et de Mars. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La Terre, Mars.
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La Terre

La Terre, grâce à une orbite plus éloignée du Soleil, a connu une évolution très différente

de Vénus. A l'origine, l'atmosphère terrestre était probablement très semblable, constituée

principalement de vapeur d'eau. Comme surVénus, le refroidissement de la planète après sa

formation conduisit à la naissance d'océans. Mais grâce à une distance supérieure au Soleil,

donc une température moindre, ces océans n'étaient pas menacés d'évaporation. Au contraire,

avec un Soleil plus faible qu'aujourd'hui, ils étaient en danger de se solidifier en glace et de

transformer la Terre en un monde gelé qui ne verrait jamais apparaître la vie.

Heureusement pour nous, l'atmosphère contenait également du dioxyde de carbone, un

composé capable de rester sous forme gazeuse à des températures plus faibles que la vapeur

d'eau. Ce dioxyde de carbone, présent en quantités bien plus importantes que de nos jours,

conduisit à un effet de serre qui permit à la Terre de conserver une température suffisante pour

que les océans demeurent sous forme liquide.

Avec le temps, la puissance du Soleil augmenta jusqu'au niveau actuel et assura une

température modérée à notre planète. Parallèlement, la plus grande partie du dioxyde de

carbone fut petit à petit emportée par les pluies, dissoute dans les océans et capturée dans les

roches sédimentaires des fonds océaniques. De nos jours, le dioxyde de carbone restant

contribue encore à augmenter la température d'une quarantaine de degrés.

L'atmosphère de la Terre a ensuite été affectée par un nouveau phénomène, l'apparition de la

vie, et en particulier la mise en place de la photosynthèse, le processus par lequel certaines

cellules transforment le rayonnement solaire en énergie chimique, en consommant du dioxyde

de carbone et en émettant de l'oxygène. Ce dernier commença à avoir un impact marqué sur

l'atmosphère il y a environ deux milliards d'années. Grâce à lui, un nouveau type d'organisme

put apparaître, s'appuyant cette fois sur la respiration, le processus grâce auquel les animaux

produisent de l'énergie, en consommant cette fois-ci de l'oxygène et en rejetant du dioxyde de

carbone.

Le niveau d'oxygène s'est aujourd'hui établi à environ 21 pour cent, une valeur d'équilibre entre

photosynthèse et respiration. Le reste de l'atmosphère est principalement composé d'azote

(N2), lui aussi dû à la présence de la vie. Il provient en effet de bactéries capables d'extraire

l'oxygène d'un type de roches appelées nitrates, un processus qui libère de l'azote.

Mars

L'évolution passée de Mars est entourée de plus d'incertitude que celle de la Terre. Dans la

théorie la plus répandue, l'atmosphère martienne serait née dans des conditions similaires, avec

le dégazage de grandes quantités de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone. Grâce à l'effet de

serre engendré par ces gaz, la température aurait été suffisante pour que l'eau puisse exister

sous forme liquide pendant une très longue période, et peut être même voir l'apparition de la

vie.

La divergence avec la Terre vient principalement du fait que Mars est un corps plus petit (un

dixième de la masse terrestre). En conséquence, après sa formation, la planète rouge contenait

une quantité de chaleur interne plus faible et se refroidit donc plus vite. Pour cette raison,

l'activité géologique cessa assez tôt dans l'histoire de Mars. Or, sans activité volcanique à

grande échelle, la planète n'avait plus les moyens de recycler dans l'atmosphère le dioxyde de

carbone emprisonné dans les roches. Avec le temps, l'absorption du gaz n'étant pas affectée,

une quantité de plus en plus importante de dioxyde de carbone atmosphérique se retrouva

incorporée dans les roches.

La conséquence directe de ce phénomène fut une baisse d'intensité de l'effet de serre, donc une

chute de température. Un cercle vicieux se mit en place, le refroidissement provoquant plus de

précipitations et une dissolution accélérée du dioxyde de carbone, ce qui entraînait à son tour

une baisse de température plus prononcée. L'eau ne pouvant plus exister sous forme liquide se

transforma finalement en glace dans une couche appelée le permafrost située sous la surface

martienne. Mars finit par présenter le visage que lui connaissons actuellement, avec une faible

atmosphère principalement constituée de dioxyde de carbone et une totale absence d'eau sous

forme gazeuse ou liquide.

Bien sûr, la description précédente n'est qu'une des théories que les missions spatiales

actuelles ont pour but de départager. Il est également possible que la quantité de gaz créée par

le dégazage soit restée faible. L'effet de serre n'aurait alors jamais été suffisant pour que de

grande étendue d'eau liquide se forment.

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