À bien des égards, Mars est la planète la plus semblable à la Terre que nous ayons l’opportunité d’examiner de près. Avec un passé aquatique révélé, elle présente une histoire géologique sans doute aussi intéressante que celle de notre propre planète.

Mais, avec à peine la moitié du diamètre de la Terre et de quelques pour cent sa masse, tout en étant beaucoup plus éloignée du Soleil, Mars a subi un sort très, très différent. Considérant que, sur notre planète, les océans se sont posés pour durer, tout comme la vie, Mars est devenue froide et sèche, et très, très désolée. Même la présence d’eau liquide, récemment confirmée sur sa surface, ne change rien au fait qu’elle a évolué d’une manière incroyablement différente de notre monde. Sans une compréhension complète sur la façon dont cela est arrivé, il est tout à fait légitime d’imaginer que la Terre pourrait un jour subir le même sort, pour se transformer en un paysage désertique, où toute vie y survivant serait reléguée aux lieux extrêmes, au lieu d’être omniprésente.

Représentation artistique de ce à quoi Mars aurait put autrefois ressembler et à gauche son environnement actuel, froid et sec. (NASA)

Quand Mars ressemblait à la Terre :

La mission Maven, de la NASA, a été conçue pour déterminer précisément comment Mars en est arrivée là. En mesurant l’interaction du Soleil sur l’atmosphère martienne, comment les particules (les atomes et les ions) ont été emportées dans l’espace et en examinant le vent solaire, les aurores boréales et d’autres effets atmosphériques, nous pouvons non seulement savoir ce qui se passe actuellement sur Mars, mais également estimer comment elle est devenue un monde stérile. De plus, la sonde Maven, lancée en 2013, possède la capacité de communiquer avec les astromobiles (Curiosity, Opportunity), les atterrisseurs et autres satellites en orbite autour de Mars, ce qui signifie qu’elle peut extraire des données utiles à partir de plusieurs points simultanément, sans avoir à attendre 20 minutes pour transmettre et réceptionner des signaux de la Terre.

Représentation artistique de la sonde Maven en orbite autour de Mars (NASA)

Cette semaine, les membres de la mission Maven ont annoncé leurs premiers résultats scientifiques et ils apparaissent comme une confirmation de ce qui avait été estimé précédemment. L’eau était abondante et active sur Mars pendant les premières centaines de millions d’années du système solaire, avec des océans, des rivières, des pluies. Cependant, à un moment donné à moins d’un milliard d’années après sa formation, son champ magnétique global a cessé d’être, supprimant sa principale source de protection contre les vents solaire.

Tel que mesuré en haut de l’atmosphère de Mars, le vent solaire, des particules qui sont essentiellement des protons en mouvement, frappe la planète rouge à environ 447 000 m/s, soit environ 0,15% de la vitesse de la lumière. Les particules frappées par le vent ont assez d’énergie pour échapper à la gravité martienne. Ainsi, la planète rouge perd actuellement environ 100 grammes de son atmosphère à chaque seconde.

Cette vidéo de la NASA présente une visualisation du vent solaire frappant Mars :

Des éruptions solaires se produisent et parfois frappent l’atmosphère de Mars, comme elles le font sur la Terre. Bien que notre champ magnétique redirige ces particules vers les pôles, créant les aurores boréales, l’absence d’un champ magnétique global sur Mars signifie que la planète entière subit l’orage ! Le taux de perte atmosphérique est multiplié par 10 ou 20, même durant de faibles tempêtes et les aurores seraient visibles sur toute la surface de la planète la nuit.

A gauche, l’atmosphère de Mars frappé par le vent solaire et à droite la Terre protégée par son champ magnétique. (NASA)

Nous avons aussi appris que la perte atmosphérique fut graduelle et qu’elle a pris des dizaines à des centaines de millions d’années, ce qui signifie que s’il y avait de la vie sur la surface de Mars, les changements atmosphériques furent suffisamment progressifs pour qu’il y ait des raisons de croire qu’elle pourrait avoir évolué afin de trouver une niche (écologique) appropriée où elle aurait pu survivre, même de nos jours.

Les scientifiques de la mission MAVEN, ont rejeté toute possibilité de terraformer Mars pour rapporter l’atmosphère perdue. Ainsi, elle en sera complètement privée dans seulement deux milliards d’années, la transformant en un monde semblable à Mercure ou la Lune.

Mais il pourrait y avoir eu d’autres facteurs en jeu dans le passé, que Maven ne peut déterminer. Mars aurait pu être bombardée par des astéroïdes, entrainant une perte atmosphérique significative. Si les éruptions solaires étaient plus fréquentes dans les premiers jours du système solaire (ce qui est probable, mais nous ne le savons pas), les pertes atmosphériques auraient pu être plus importantes. D’autres facteurs comme la pulvérisation, l’échappement thermique et des processus photochimiques pourraient avoir contribué à la perte atmosphérique.

En ce qui concerne la terre, la bonne nouvelle est que le champ magnétique terrestre, selon nos prévisions, n’est pas près de s’éteindre de sitôt. Même si la dynamo dans son noyau peut le faire basculer ou l’inverser, en échangeant les pôles magnétiques nord et sud, nous devrions continuer à rester à l’abri du vent solaire dans un avenir prévisible, soit des milliards d’années (au moins). Nous pourrions, en théorie, un jour subir le même sort que Mars, mais nous aurons probablement été grillés par le Soleil d’ici là !

La sonde Maven termine sa mission principale, exactement comme prévu et commencera une phase de mission prolongée le 16 novembre.

L’étude publiée dans Science : MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection et dans la revue Geophysical Research Letters. Annoncée sur le site de la NASA : NASA Mission Reveals Speed of Solar Wind Stripping Martian Atmosphere.