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Nous savons enfin ce qui est arrivé à (la plupart des) atmosphère manquante de Mars

2021

Il y a environ quatre milliards d'années, Mars était chaude. L'eau coulait dans les lacs et les rivières sous une belle et épaisse couche d'atmosphère. Mais alors quelque chose de cataclysmique est arrivé. L'atmosphère isolante de Mars a pratiquement disparu. Exposée aux éléments les plus durs de l’espace, la planète rouge est devenue le terrain vague et gelé qu’elle est aujourd’hui.

Jusqu'à présent, cette atmosphère manquante avait dérouté les scientifiques; a-t-il été perdu dans l'espace ou la croûte martienne l'a-t-il absorbé? De nouvelles données issues de la mission Mars Atmosphère et évolution volatile (MAVEN) de la NASA règlent le débat. Bruce Jakowski et d’autres membres de l’équipe MAVEN ont calculé que la plus grande partie de l’atmosphère de Mars s’envolait sous les vents solaires.

Les scientifiques savent que, même aujourd'hui, Mars continue de perdre une partie de son atmosphère dans l'espace, mais ces nouvelles découvertes sont les premières à donner une idée de l'importance de ce processus au cours de l'histoire de la planète.

"Notre conclusion est que la plus grande partie de l'atmosphère de Mars a été perdue dans l'espace, au lieu d'être bloquée sur la planète, explique Jakowski. C'est une cause majeure, sinon majeure, de la perte atmosphérique."

Les mesures de MAVEN sur l'argon, un gaz rare, ont été décisives pour résoudre ce mystère.

Des flux de particules chargées, appelés le vent solaire, s'écoulent constamment du soleil. Lorsque ces particules chargées entrent en collision avec des molécules dans une atmosphère, elles peuvent éliminer certains des électrons de ces molécules, créant ainsi des ions. Le vent solaire capte facilement ces nouvelles particules chargées et les entraîne dans l'espace. Ou les ions nouvellement formés peuvent se propager dans d'autres molécules, comme un coup cassé dans un jeu de billard, envoyant les molécules dans toutes les directions. "Certains sont renversés dans l'espace, dit Jakowski.

Lui et son équipe savaient que le vent solaire capturait et retirait préférentiellement les molécules les plus légères, car celles-ci ont plus de chance de flotter dans l’atmosphère où le vent solaire frappe. En comparant les concentrations d'argon-36 et d'argon-38 (atomes de 36 et 38 neutrons) à différentes hauteurs de l'atmosphère, les chercheurs ont pu déterminer quelle quantité d'argon-36, plus légère, avait été éliminée au fil du temps.

Ensuite, ils ont utilisé ces informations pour modéliser les effets du vent solaire sur d'autres types de molécules dans l'atmosphère de Mars. Ils ont conclu que près de 66% de l'atmosphère de Mars s'était échappée dans l'espace au cours des quatre derniers milliards d'années environ.

L'équipe MAVEN espère ensuite examiner de plus près l'évolution des autres isotopes de l'atmosphère martienne. Le carbone présente un intérêt particulier en raison des propriétés isolantes du dioxyde de carbone, ainsi que de l'oxygène et de l'hydrogène, qui constituent d'autres ingrédients essentiels à la vie tels que nous les connaissons. Jakowski a déclaré que l'équipe avait choisi d'étudier l'argon en premier parce que c'était le plus facile.

"Le carbone est très compliqué parce que beaucoup de choses peuvent l’affecter", explique Jakowski. Sa concentration dans l’atmosphère martienne dépend de la saison. En effet, il gèle dans les glaces des calottes polaires en hiver et se sublime en vapeur les mois les plus chauds. réagit chimiquement pour former une variété de molécules. "L'argon est beaucoup plus simple, car une fois que vous le mettez dans l'atmosphère, il est non réactif, il reste juste là."

Jakowski dit que le mystère de la disparition de l'atmosphère de Mars n'est pour la plupart résolu que pour l'instant. Bien que la majeure partie de celle-ci soit perdue dans l'espace, l'absorption dans la croûte et d'autres processus ont peut-être encore joué un rôle mineur dans la disparition de l'atmosphère.

Malheureusement, les résultats pourraient rendre les choses difficiles pour les gens ( toux, toux, Elon Musk ), qui ont suggéré de rendre Mars plus chaud et plus semblable à la Terre en libérant une épaisse couche de CO2 et d'autres gaz à effet de serre.

Terraformer Mars serait beaucoup plus facile si le carbone venait de s'installer dans les calottes glaciaires polaires et les roches martiennes, attendant patiemment d'être libéré par les humains. Mais, à l'heure actuelle, la plus grande partie du carbone de Mars est définitivement épuisée. Ce qui reste ne suffit pas à former une couche d’atmosphère suffisamment épaisse pour que les humains soient à l’aise, selon Jakowski.

"Si le CO2 a été perdu dans l'espace, alors ce n'est plus à la planète de se mobiliser et de se remettre dans l'atmosphère, dit Jakowski. Ce que nous disons, c'est qu'en utilisant des ingrédients trouvés sur Mars, il n'est pas possible de terraformer Mars."

Mais ne désespérez pas encore, Elon Musk. Nous pouvons toujours apporter notre propre carbone. Dieu sait que nous en avons assez ici sur Terre.

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