Géographie de la planète Mars - Définition

Introduction

Vue de Mars en 2001.

La géographie de la planète Mars, parfois appelée aréographie, regroupe les disciplines, telles que la topographie, la géomorphologie, voire la climatologie martiennes, concernées par l'étude de la géographie physique de Mars.

Référentiels

La topographie martienne est caractérisée par l'opposition entre les plaines basses et sans relief de l'hémisphère nord, géologiquement récentes, et les hautes terres fortement cratérisées et au relief localement accidenté dans l'hémisphère sud, géologiquement datées du premier milliard d'années suivant la formation de la planète. Ces deux domaines, radicalement différents, sont délimités par une frontière géologique très franche, interrompue en deux endroits par deux régions volcaniques — le renflement de Tharsis et Elysium Planitia — dans lesquelles se trouvent les cinq plus hauts édifices volcaniques de tout le Système solaire : le plus « petit » d'entre eux, Elysium Mons, culmine à plus de 14 km au-dessus du niveau de référence martien, tandis que le plus élevé, Olympus Mons, a une hauteur totale de 22,5 km de la base au sommet, et culmine à 21,2 km au-dessus du niveau de référence.

Altitudes

Carte topographique des altitudes martiennes, basée sur les données du MOLA de Mars Global Surveyor.

Mars ne possédant aucun océan pour définir une surface équipotentielle globale comme sur Terre, il a été nécessaire de définir arbitrairement une notion équivalente au niveau de la mer sur Terre afin de pouvoir déterminer les altitudes sur Mars.

La surface équipotentielle de référence retenue est celle à laquelle la pression atmosphérique moyenne, déterminée par occultation radio depuis la Terre et à l'aide des sondes satellisées autour de Mars, vaut 610 Pa.

Latitudes

Les latitudes ont initialement été déterminées sur Mars à partir d'une graduation projetée sur la surface martienne photographiée par Mariner 9 entre l'équateur et les pôles, dans le cadre d'un système qualifié de planétographique. C'est ce système qui a été utilisé au début des années 1970 par le programme Viking.

Les mesure fines réalisées dans le tournant des années 2000 par l'altimètre laser de Mars Global Surveyor (le MOLA, pour Mars Orbiter Laser Altimeter) ont permis de mettre un place un système de coordonnées dit planétocentrique dans lequel les latitudes sont déterminées par l'angle formé par la droite reliant un point de la surface martienne au centre du globe martien avec le plan équatorial de Mars.

Les latitudes exprimées dans ces deux systèmes se confondent exactement aux pôles et à l'équateur, mais peuvent être plus élevées d'un tiers de degré dans le système planétographique par rapport au système planétocentrique aux alentours de 30 à 60° de latitude nord ou sud.

Longitudes

Si l'équateur, défini par la rotation de Mars, permet de localiser les latitudes sans ambiguïté, la définition du premier méridien est en revanche arbitraire. Les astronomes allemands Wilhelm Beer et Johann Heinrich Mädler choisirent une petite zone circulaire, ultérieurement nommée Sinus Meridiani, comme point de référence pour la première carte systématique de Mars en 1830-32. En 1877, ce choix fut adopté comme premier méridien par l'astronome italien Giovanni Schiaparelli lorsqu'il commença son travail de cartographie martienne. En 1972, après la transmission par Mariner 9 d'un nombre important d'images de Mars, un petit cratère (appelé par la suite Airy-0) situé dans Sinus Meridiani sur la ligne tracée par Beer et Mädler, fut choisi par Merton Davies de la RAND Corporation afin de fournir une définition plus exacte de la longitude 0°.

À la différence de la Terre, les longitudes du système planétographique comme du système planétocentrique sont toujours exprimées sur Mars dans le système décimal (et non dans le système sexagésimal). De plus, elles sont exprimées de 0 à 360° W dans le système planétographique et de 0 à 360° E dans le système planétocentrique, c'est-à-dire respectivement avec les longitudes croissant vers l'ouest et avec les longitudes croissant vers l'est.

Depuis le début du siècle, le système planétocentrique prend le pas sur le système planétographique, aussi bien à la NASA qu'à l'ESA, bien que les deux soient encore agréés par l'UAI.