Quel est le climat sur Mars?
Le climat, comme sur Terre, est saisonnier. L'angle d'inclinaison de Mars par rapport à l'avion
Le périhélie de Mars passe au cœur de l'hiver danshémisphère nord et été dans le sud, aphélie - au plus fort de l'hiver dans l'hémisphère sud et, par conséquent, l'été dans le nord. En conséquence, le climat des hémisphères nord et sud diffère.
L'hémisphère nord est caractérisé par unehiver et été frais; dans l'hémisphère sud, les hivers sont plus froids et les étés plus chauds. Pendant la saison froide, un léger givre peut se former à la surface même à l'extérieur des calottes polaires. Le vaisseau spatial Phoenix a enregistré une chute de neige, mais les flocons de neige se sont évaporés avant d'atteindre la surface.
Selon la NASA (2004), la température moyenneest d'environ 210 K (-63 ° C). Selon les données de l'atterrisseur Viking, la plage de température quotidienne est de 184 K à 242 K (-89 à -31 ° C) (Viking-1), et la vitesse du vent est de 2-7 m / s (été), 5 - 10 m / s (automne), 17-30 m / s (tempête de poussière)
La dépression de choc Hellas est l'endroit le plus profond de Mars, où la pression atmosphérique la plus élevée peut être enregistrée
Selon la sonde d'atterrissage Mars-6, la moyenneLa température de la troposphère de Mars est de 228 K, dans la troposphère la température diminue en moyenne de 2,5 degrés par kilomètre, et la stratosphère, située au-dessus de la tropopause (30 km), a une température presque constante de 144 K.
Des chercheurs du Centre Carl Sagan deEn 2007-2008, ils sont arrivés à la conclusion qu’un processus de réchauffement était en cours sur Mars au cours des dernières décennies. Les spécialistes de la NASA ont confirmé cette hypothèse en s'appuyant sur une analyse des modifications de l'albédo de différentes parties de la planète. D'autres experts estiment qu'il est trop tôt pour tirer de telles conclusions.
En mai 2016, des chercheurs du Sud-OuestL'Institut de recherche de Boulder, au Colorado, a publié un article dans Science, qui présentait de nouvelles preuves du réchauffement climatique en cours (sur la base de l'analyse des données du Mars Reconnaissance Orbiter). À leur avis, ce processus est long et dure peut-être depuis 370 000 ans.
Il y a des suggestions que dans le passé l'atmosphèrepourrait être plus dense, et le climat chaud et humide, et de l'eau liquide existait à la surface de Mars et il pleuvait. La preuve de cette hypothèse est l'analyse de la météorite ALH 84001, qui a montré qu'il y a environ 4 milliards d'années la température de Mars était de 18 ± 4 ° C.
La principale caractéristique de la circulation générale de l'atmosphèreMars sont des transitions de phase de dioxyde de carbone dans les calottes polaires, conduisant à des flux méridiens importants. La modélisation numérique de la circulation générale de l'atmosphère de Mars indique une variation annuelle significative de la pression avec deux minima peu avant les équinoxes, ce qui est également confirmé par les observations du programme Viking.
L'analyse des données de pression a révélé descycles semestriels. Il est intéressant de noter que, comme sur Terre, le maximum des fluctuations semestrielles de la vitesse du vent zonal coïncide avec les équinoxes. La modélisation numérique révèle également un cycle significatif de l'indice avec une période de 4 à 6 jours lors des solstices. Viking a découvert une similitude avec le cycle d'indice sur Mars avec des fluctuations similaires dans l'atmosphère d'autres planètes.
D'où viennent l'eau et la glace sur Mars?
Mars ressemble beaucoup à la Terre à bien des égards, ce qui a forcé les scientifiques du XIXe et du début du XXe siècle à admettre qu'elle abrite de la vie et de l'eau liquide.
À mesure que la quantité de données collectées sur la planète augmente,en utilisant diverses méthodes, par exemple en utilisant des mesures spectroscopiques, il est devenu évident que la quantité d'eau dans l'atmosphère de Mars est négligeable, mais qu'elle est toujours présente.
Tout d'abord, l'attention des chercheurs a été attirée surcalottes polaires de Mars, car on supposait qu'elles pourraient être constituées de glace d'eau par analogie avec l'Antarctique ou le Groenland sur Terre, mais on a également émis l'hypothèse qu'il s'agissait de dioxyde de carbone solide.
Cette dernière a été étayée par les résultats de l'un desles premières expériences numériques en 1966 sur un ordinateur IBM 7074 pour simuler les changements de température quotidiens et annuels à la surface de Mars en fonction de la latitude et de la dynamique correspondante des calottes polaires pour les cas où elles sont constituées de H2O et de CO2. Les auteurs de ces travaux sont arrivés à la conclusion que la variation annuelle de la taille des calottes polaires qu'ils ont obtenue dans le second cas est beaucoup plus proche de celle observée.
Azimut à aire égale de Lambertrelief de la surface de Mars du pôle Nord à l'équateur, filmé par l'altimètre MOLA [fr]. La frontière des basses terres du nord ressemble fortement à la côte de l'océan, qui aurait pu couvrir cette zone dans l'Antiquité.
Réserves d'eau sur Mars
- La glace
Actuellement ouvert et fiableles volumes d'eau établis sur Mars sont concentrés principalement dans ce qu'on appelle la cryosphère - une couche proche de la surface de pergélisol de plusieurs dizaines et centaines de mètres d'épaisseur.
La majeure partie de cette glace se trouve sousla surface de la planète, car dans les conditions climatiques actuelles, elle ne peut exister de manière stable et, une fois à la surface, elle s'évapore rapidement ; Ce n'est que dans les régions subpolaires que la température est suffisamment basse pour permettre l'existence stable de la glace tout au long de l'année - ce sont les calottes polaires.
Le volume total de glace à la surface et dansla couche proche de la surface est estimée à 5 millions de km³ (et dans les couches plus profondes, des réserves probablement beaucoup plus importantes d'eau salée souterraine peuvent être concentrées. Leur volume est estimé à 54-77 millions de km³). À l'état fondu, il recouvrirait la surface de Mars d'une couche d'eau de 35 m d'épaisseur.
- Liquide
Le 25 juillet 2018, un rapport sur la découverte a été publié,basé sur la recherche radar MARSIS. Les travaux ont montré la présence d'un lac sous-glaciaire sur Mars, situé à une profondeur de 1,5 km sous la glace de la calotte polaire Sud, large d'environ 20 km. C’est devenu la première étendue d’eau permanente connue sur Mars.
Sonder une zone d'environ 200 kilomètres de largeL'utilisation de MARSIS a montré que la surface du pôle sud de Mars est recouverte de plusieurs couches de glace et de poussière sur une profondeur d'environ 1,5 kilomètres. Une augmentation particulièrement forte de la réflexion du signal a été enregistrée sous les sédiments en couches dans une zone de 20 kilomètres à une profondeur d'environ 1,5 kilomètres.
Après avoir analysé les propriétés du signal réfléchi etAprès avoir étudié la composition des sédiments en couches, ainsi que le profil de température attendu sous la surface de cette zone, les scientifiques ont conclu que le radar avait détecté une poche d'eau liquide sous la surface.
L'appareil n'a pas pu déterminer la profondeuril peut y avoir un lac, mais sa profondeur doit être d'au moins plusieurs dizaines de centimètres (la couche d'eau doit être telle que MARSIS puisse le voir).
Comment le climat change-t-il sur Mars?
L'apparence de Mars varie considérablement selonde la saison. Tout d'abord, les changements dans les calottes polaires sont frappants. Ils grandissent et rétrécissent, créant des phénomènes saisonniers dans l'atmosphère et à la surface de Mars. Les calottes polaires à leur expansion maximale peuvent atteindre des latitudes de 50 °. Le diamètre de la partie permanente de la calotte polaire nord est de 1000 km. À mesure que la calotte polaire recule dans l'un des hémisphères au printemps, les détails de la surface de la planète commencent à s'assombrir.
Les calottes polaires Nord et Sud sont constituées de deuxcomposants : saisonniers - dioxyde de carbone et séculaires - glace d'eau. Selon les données du satellite Mars Express, l'épaisseur des calottes peut varier de 1 m à 3,7 km. La sonde Mars Odyssey a découvert des geysers actifs sur la calotte polaire sud de Mars. Selon les experts de la NASA, les jets de dioxyde de carbone provoqués par le réchauffement printanier jaillissent à de grandes hauteurs, emportant avec eux de la poussière et du sable.
Données de Mars Reconnaissance Orbitera permis de découvrir une importante couche de glace sous des éboulis rocheux au pied des montagnes. Le glacier, épais de plusieurs centaines de mètres, couvre une superficie de plusieurs milliers de kilomètres carrés, et son étude plus approfondie peut fournir des informations sur l'histoire du climat martien.
En 2018, le radar MARSIS installé sur la sonde Mars Express a montré la présence d'un lac sous-glaciaire sur Mars, situé à 1,5 km de profondeur sous la glace de la calotte polaire Sud (surPlanum australe), environ 20 km de large.
Comment les périodes glaciaires se sont-elles produites sur la planète?
Les scientifiques l'ont également appris après avoir étudiéphotos des calottes polaires. Les photos indiquent qu'il y a environ 375 000 ans, la période glaciaire a pris fin sur la planète rouge, dont la planète émerge progressivement aujourd'hui.
Le climat sur Mars change bien plus que sur MarsLa Terre, puisque son axe de rotation « oscille » sensiblement plus que celui de notre planète. Par conséquent, dans le passé, Mars aurait pu être complètement différente de celle que nous voyons aujourd’hui.
Isaac Smith, chercheur au Southeast Research Institute de Boulder (USA).
En analysant les données collectées par les outils de sondeMRO, tout en étudiant les dépôts de glace d'eau au pôle nord de la planète rouge, Smith et ses collègues ont découvert que Mars avait une période glaciaire dans un passé relativement récent, après quoi elle s'est progressivement réchauffée.
Au cours des nouveaux travaux, les scientifiques planétaires sous la directionJoseph Levy, professeur associé à l'Université de Colgate (USA), a apporté un peu de clarté sur cette question. Sur les images du Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), ils ont vu les premières traces claires du fait qu'après la disparition de la majeure partie de l'atmosphère, la surface de la planète a connu plusieurs périodes de glaciation.
Les scientifiques s'intéressaient aux reliefs qui pourraientse forment à la surface de Mars en raison du mouvement des masses de glace. L'une des structures les plus remarquables de ce type est ce que l'on appelle les marges sédimentaires lobées. C'est ce que les planétologues appellent des accumulations de pavés et d'autres fragments de roches sur les pentes inférieures des montagnes et des collines, qui sont vraisemblablement le résultat du mouvement des glaciers.
À quand remonte la dernière période glaciaire sur Mars?
Après avoir analysé des centaines d'images radar du MRO etphotographies prises par des sondes de la série Viking il y a plus de 35 ans, les auteurs de l'article sont arrivés à la conclusion que Mars était dans une période glaciaire relativement récemment, il y a environ 370 à 375 000 ans.
Lors du retrait des glaciers aux pôles de Mars,selon les planétologues, plus de 87 000 kilomètres cubes de glace d'eau se sont accumulés, ce qui suffirait à recouvrir toute la surface de la planète rouge d'une couche d'eau de 60 centimètres d'épaisseur. Ces réserves d'eau ont surpris les scientifiques, qui s'attendaient à voir trois fois moins de glace que les données des instruments MRO le montrent.
Selon les auteurs de l'article, la fonte des glacescontinue aujourd'hui. En témoignent les traces récemment découvertes de mouvement de l'eau à la surface de la planète rouge. D'autres observations des glaciers, espère le planétologue, aideront à comprendre à quoi ressemblera Mars dans un avenir proche et comment ces changements affecteront son habitabilité potentielle.
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