Réchauffer Mars
1)Réchauffement atmosphérique
La température de Mars est actuellement équivalente à -55°C et la planète possède une mince atmosphère composée de dioxyde de carbone (CO2) à 95 %, d’azote (N) à 2,7 % et d’argon (Ar) à 1,6 %.
Pour réchauffer Mars, il existe différents procédés. Un premier serait d’installer des miroirs solaires sur les satellites naturels se trouvant dans son orbite, Diémos et Phobos, ou bien des sondes. Des missions ont été réalisées par des scientifiques russes dans les années 1990, nommées Znamia 2.5, Znamia 3 avec des miroirs en orbite sur des vaisseaux de 20 mètres de diamètre. Ils ont pu produire une quantité de lumière équivalente à celle de deux à trois pleines Lunes vers la Terre.
On peut donc observer l’efficacité de ces miroirs et comment ils pourraient avec une plus grande envergure être utilisés pour le réchauffement de Mars.
Tous ces procédés se basent sur des principes de réactions élémentaires suivants: effet de serre, réchauffement climatique, absorption et rayonnements solaires formant l’albédo.
L’albédo est une valeur qui mesure la quantité de lumière réfléchie par une surface. Elle est comprise entre 0 et 1, on sait également que celui de la Terre vaut 0,3.
Plus la valeur de l’albédo est grande, plus la température est basse. Ainsi pour réchauffer une planète, il faut réduire la surface de terres réfléchissantes possédées. Ce principe pourrait être appliqué à Mars, en orientant des miroirs solaires (ayant un albédo de valeur 1) dans la trajectoire des surfaces réfléchissantes comme les calottes polaires pour les faire diminuer. Les miroirs renvoient une quantité importante d’énergie thermique provenant des rayonnements solaires sur ces zones qu’il fera fondre par absorption de l’énergie et ainsi induira un réchauffement atmosphérique. Donc ce processus entraînerait un réchauffement de la planète.
Ce processus entraînerait également un effet de serre qui pourrait accélérer la réaction de fonte des calottes. Cela permettrait de produire de la chaleur et au même moment de récupérer de l’eau liquide sur Mars.
2)Champ magnétique
Comme nous le savons, Mars ne possède pas de champ magnétique, dû à son exposition aux vents solaires qui sont à l’origine de particules ionisantes. Ces vents solaires seraient la cause du dessèchement long et continu à la surface de Mars, et contribueraient à l’appauvrissement de son atmosphère. La solution à ce phénomène serait de placer un écran magnétique dans une des zones de Lagrange autour de la planète, afin de dévier la trajectoire des particules des vents solaires, pour limiter la fuite de l’atmosphère de Mars.
Cet écran magnétique aurait en quelque sorte le rôle d’un énorme aimant. Il formerait un bouclier pouvant générer des champs magnétiques d’une intensité de 1 à 2 teslas et protégeant Mars de l’érosion causée par les vents solaires. Des simulations numériques ont déjà été effectuées, et elles s’avèrent concluantes. En effet, elles montrent qu’en seulement quelques années, ce dispositif serait en mesure de restaurer la pression atmosphérique de Mars et lui ferait atteindre la moitié de la pression terrestre. Cela ferait également augmenter la température du sol, pouvant par la suite engendrer une fonte des glaces des calottes polaires sur Mars. Si cela se produit, le carbone présent dans les calottes polaires pourra s’évaporer et capturer la chaleur, provoquant un effet de serre, et donc le réchauffement de son atmosphère. Ce bouclier permettrait donc de rendre Mars habitable, dans une intervalle de temps assez courte.
Malheureusement, aujourd’hui, les scientifiques se demandent encore d’où l’énergie permettant au bouclier de fonctionner viendrait, le soleil serait probablement un fournisseur d’énergie. Ils se demandent également comment le construire et quel serait son coût de production. Les multiples questions que se posent les chercheurs et scientifiques auront sûrement des réponses dans les années futures.
Un autre moyen pour accélérer le réchauffement de Mars serait l’apport de gaz, les chlorofluorocarbures. Ils permettent de créer un effet de serre avec une plus grande efficacité que le CO2
La mise en place de ses phénomènes et processus permettraient ainsi de terraformer la planète Mars en lui apportant des caractéristiques similaires à celles de la Terre.
TP - Réchauffement de l'atmosphère de Mars et fusion de la glace de ses calottes polaires
Notre TP avait pour but de mettre en évidence la manière dont les rayons lumineux du Soleil font fondre la glace, ainsi que le réchauffement de l’atmosphère qu’ils entraînent.
Dans un premier erlenmeyer, nous avons placé de la craie. Une ampoule de coudée, remplie d’acide chlorhydrique (H3O+ + Cl–) assurait le versement de cette substance sur la craie, produisant du dioxyde de carbone (CO2). Le deuxième erlenmeyer était rempli d’eau de chaux. Enfin, le troisième erlenmeyer était reliée au robinet afin de créer du vide grâce à l’écoulement de l’eau. Les trois erlenmeyers sont reliés entre eux, et celui faisant office de fiole à vide comporte de la glace, qui fondra ensuite grâce à la chaleur du projecteur. En haut du troisième erlenmeyer se trouve un filtre, dans lequel est placé du sulfate de cuivre anhydre (CuSO4). Son rôle est de mettre en évidence la vapeur d’eau qui va être produite lors de la fonte de la glace. En effet, le sulfate de cuivre anhydre est une substance qui se colore en bleu par contact avec de l’eau. De plus, une sonde thermique, située à l’intérieur de cet erlenmeyer, assure la mise en évidence de l’augmentation de sa température. C’est le projecteur, éclairant directement les glaçons, qui a causé l’augmentation de la température.
La craie, en présence de l’acide chlorhydrique, va produire du dioxyde de carbone. Ce dernier, grâce à l’aspiration causée par la fiole à vide, va être attiré vers le deuxième erlenmeyer dans lequel il va rentrer en contact avec l’eau de chaux. Cette dernière va se troubler, ce qui permet de confirmer la présence du dioxyde de carbone issu de la réaction avec la craie.
Le sulfate de cuivre anhydre, par contact avec la vapeur d’eau issue de la fonte des glaçons a donc subit une légère coloration bleue. Cela permet donc de montrer que les rayons du Soleil peuvent faire fondre la glace. De plus, l’eau liquide qui en est issue peut s’évaporer.
En revanche, cette expérience s’éloigne en un point de la réalité. En effet, dans notre montage, la glace a fondu grâce à la chaleur libérée directement par le projecteur. Dans la réalité, ce sont seulement les rayons du Soleil qui procurent cette chaleur. En effet, la chaleur du Soleil ne parvient pas jusqu’aux planètes directement, mais bien par ses rayons lumineux. Toutefois, l’expérience a quand même permis de comprendre le processus de fonte de la glace.
Par ailleurs, si nous avions eu l’occasion de faire durer l’expérience plusieurs heures, les résultats auraient été nettement plus concluants. En effet, notre expérience est restée en marche pendant environ deux heures seulement, et le sulfate de cuivre anhydre n’a donc pas pu se colorer suffisamment.
