Atmosphère de Mars - Définition et Explications

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Composition

Dioxyde de carbone

Le composant principal de l'atmosphère martien est le dioxyde de carbone (CO2). Durant l'hiver martien les pôles sont perpétuellement dans l'obscurité et la surface devient si froide que près de 25% du CO2 atmosphérique se condense aux calottes polaires en glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) de CO2 solide (glace sèche). Quand les pôles sont à nouveau exposés à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) solaire, l'été martien (Martien est un nom générique qui désigne plusieurs types de créatures imaginaires censées vivre sur mars. Selon la version la plus répandue, les...), la glace de CO2 se sublime dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Ce processus conduit à des variations significatives de la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) et de la composition atmosphérique durant l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) martienne au niveau des pôles.

Argon (L’argon est un élément chimique, de symbole Ar et de numéro atomique 18.)

L'atmosphère de Mars (L’atmosphère de Mars désigne la couche de gaz entourant la planète Mars. La pression au sol de l'atmosphère martienne varie entre 30 Pa (0,03 kPa), au sommet d'Olympus...) est aussi enrichie en argon, un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz...) rare, en comparaison des autres atmosphères des planètes du système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui...).

Contrairement au dioxyde de carbone (Le dioxyde de carbone, communément appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé chimique composé d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène et dont la...), l'argon ne se condense pas dans l'atmosphère martienne, ainsi la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe...) d'argon dans l'atmosphère martienne est constante. Toutefois, la concentration relative dans un lieu donné peut changer à cause des variations de la quantité de dioxyde de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) dans l'atmosphère. Des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) relevées par satellites (Satellite peut faire référence à :) ont récemment montré une augmentation de la quantité d'argon atmosphérique au-dessus du pôle sud (Le pôle Sud est le point le plus au sud de la surface de la Terre, diamétralement opposé au pôle Nord. Il est situé sur le continent...) de Mars en automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et l'hiver.), qui se dissipe lors du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones...) suivant.

Eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.)

Puisque le dioxyde de carbone se sublime dans l'atmosphère durant l'été martien, il laisse des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet...) d'eau. Les vents saisonniers soufflent aux pôles à une vitesse (On distingue :) approchant les 400 km/h et transportent de grandes quantités de poussière et de vapeur () d'eau donnant naissance à des cirrus. Ces nuages d'eau glacée ont été photographiés par le rover Opportunity en 2004. Les scientifiques de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue sous son abréviation NASA, est l'agence gouvernementale responsable du programme spatial des États-Unis...) travaillant sur la mission Phoenix Mars confirmèrent le 31 juillet 2008 qu'ils avaient trouvé de la glace d'eau sous la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique,...) du pôle nord (Le pôle Nord géographique terrestre, ou simplement pôle Nord, est le point le plus septentrional de la planète Terre. Il est défini comme le point d’intersection...) de Mars.

Méthanal (Le méthanal ou formaldéhyde ou aldéhyde formique ou formol est un composé organique de la famille des aldéhydes, de formule chimique CH2O. C'est...)

En février 2005, du méthanal a été découvert par la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système solaire et, pour certaines, l'espace qui est au-delà. Cela couvre...) Mars Express (Mars Express est le nom d'une mission spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA), qui a pour objectif l'étude de Mars.), en quantité beaucoup plus importante que prévu, ce qui a soutenu la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance...) de la vie (La vie est le nom donné :) microbienne. Les résultats de ces mesures sont encore l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini...) de nombreux débats scientifiques sans conclusion définitive. Une partie des scientifiques soutient que les mesures ont été interprétées de façon erronée.

Présence de méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit par des organismes...)

Distribution du méthane dans l'atmosphère de Mars en été et dans l'Hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.).

Des traces de méthane, en partie par milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent...), ont été découvertes dans l'atmosphère de Mars par une équipe au NASA Goddard Space Flight Center en 2003. En mars 2004 la sonde Mars Express (Express est un langage informatique servant à spécificier formellement des données. Il a fait l'objet d'une normalisation (ISO 10303-11).) et des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) du Canada-France-Hawaii Telescope suggérèrent aussi la présence de méthane dans l'atmosphère avec une concentration de 10 ppb. La présence de méthane sur Mars est intrigante, puisqu'en tant que gaz instable il indique la présence d'une source sur la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...). On estime que Mars doit produire 270 tonnes de méthane par an, mais les impacts d'astéroïdes ne représentent que 0,8 % de la production totale de méthane. Bien que l'existence de sources géologiques de méthane soit envisageable, l'absence de volcanisme, ou de points chauds n'est pas favorable à l'émission d'un méthane d'origine géologique. L'existence de vie micro-organique telle que les microorganismes méthanogènes serait une possibilité, mais cette source n'est pas encore prouvée.

Le méthane semble arriver par saccades, ce qui suggère qu'il est rapidement détruit avant qu'il ne soit uniformément réparti dans l'atmosphère. Il semble donc aussi continuellement relâché dans l'atmosphère. Des projets sont en cours de préparation pour rechercher un "gaz compagnon" afin d'identifier la source la plus probable de méthane ; dans les océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé...) terrestres, la production de méthane d'origine biologique tend à être accompagnée d'éthane, tandis que le méthane d'origine volcanique est accompagné de dioxyde de soufre (Le dioxyde de soufre (ou anhydride sulfureux) est un composé chimique constitué de deux atomes d'oxygène et d'un atome de soufre. Sa formule brute est SO2. Le SO2 est un gaz dense, incolore et...).

Il a été montré récemment que le méthane pouvait être produit par un processus non-biologique impliquant l'eau, le dioxyde de carbone, et l'olivine, qui est commune sur Mars. Les conditions requises pour cette réaction (c'est-à-dire des températures et pressions élevées) n'existent pas actuellement à la surface de la planète, mais pourraient exister au sein de la croûte. Pour prouver l'existence de ce processus, de la serpentine, un minéral résultant lui aussi du processus, devait être détecté. Cette détection a été effectuée en 2009 par le spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de...) CRISM de la sonde Mars Reconnaissance Orbiter (Mars Reconnaissance Orbiter (acronyme : MRO) est une sonde spatiale américaine actuellement en orbite autour de Mars. Son lancement, initialement prévu par la NASA le 10 août 2005, a du être...)

L'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est...) (ASE) remarqua que la concentration de méthane coïncidait avec la présence de vapeur d'eau. Dans la haute atmosphère ces deux gaz sont distribués uniformément, mais près de la surface, ils se concentrent en trois régions équatoriales, c'est-à-dire Arabia Terra (Terra (pluriel terrae) est un mot d'origine latine qui désigne la Terre, le sol. Il est employé par l'Union astronomique internationale pour des étendues très vastes de terrains. Il est...), Elysium Planitia (Planitia (pluriel planitiae) est un mot d'origine latine désignant une surface plate, une plaine. Il est utilisé sur Mars pour décrire une plaine basse ou une grande étendue sans reliefs. Ce type de formation s'oppose par conséquent...), et Arcadia Memnonia. Afin d'exclure la nature biologique du méthane, une sonde future devra posséder un spectromètre de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la...), puisque les isotopes carbone 12 et carbone 14 (Le carbone 14 est un isotope radioactif du carbone, noté 14C.) peuvent distinguer l'origine biologique ou non-biologique du méthane. En 2012, le Mars Science Laboratory (Le Mars Science Laboratory, baptisé Curiosity, est un astromobile (rover) de la NASA destiné à l'exploration de la planète Mars, qui doit être lancé en novembre 2011 par une fusée Atlas V pour...) mesurera ces isotopes dans le CO2 et le méthane. Si une vie martienne microscopique produit du méthane, elle serait susceptible de se trouver profondément sous terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des...), où il fait encore suffisamment chaud pour que de l'eau liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) existe.

Ammoniac (L’ammoniac est un composé chimique, de formule NH3 (groupe générique des nitrures d'hydrogène). C'est une molécule pyramidale à...)

L'ammoniac dans l'atmosphère martienne est hautement instable et ne dure que quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :). En dépit de cette durée de vie minimum, ce composé a été détecté sur Mars. La découverte de l'ammoniac est un argument utilisé par les tenants de la théorie de la présence actuelle de vie sur Mars. Cependant, les résultats des mesures spectrométriques ont été mis en cause par la communauté scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) qui souligne que le spectromètre utilisé n'a pas une sensibilité suffisante pour distinguer l'ammoniac du dioxyde de carbone. Pour des résultats définitifs, il faudra reconduire une mission de mesure.

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