Les
atmosphères de La Terre et de Mars
La Terre
La Terre, grâce à
une orbite plus éloignée du Soleil, a connu une évolution très différente de Vénus.
A l’origine,
l’atmosphère terrestre était probablement très semblable, constituée
principalement de vapeur d’eau. Comme sur Vénus, le refroidissement de la
planète après sa formation conduisit à la naissance d’océans.
Mais, grâce à une
distance supérieure au Soleil, donc une température moindre, ces océans
n’étaient pas menacés d’évaporation. Au contraire, avec un Soleil plus faible
qu’aujourd’hui, ils étaient en danger de se solidifier en glace et de
transformer la Terre en un monde gelé qui ne verrait jamais apparaître la vie.
L’effet de serre
Heureusement pour
nous, l’atmosphère contenait également du dioxyde de carbone, un composé
capable de rester sous forme gazeuse à des températures plus faibles que la
vapeur d’eau. Ce dioxyde de carbone, présent en quantité bien plus grande que
de nos jours, conduisit à un effet de serre qui
permit à la Terre de conserver une température suffisante pour que les océans
demeurent sous forme liquide.
Avec le temps, la
puissance du Soleil augmenta jusqu’au niveau actuel et assura une température
modérée à notre planète. Parallèlement, la plus grande partie du dioxyde de carbone
fut petit à petit emportée par les pluies, dissoute dans les océans et capturée
dans les roches sédimentaires des fonds océaniques.
De nos jours, le
dioxyde de carbone restant contribue encore à augmenter la température d’une
quarantaine de degrés.
L’apparition de
la vie
L’atmosphère de
la Terre a ensuite été affectée par un nouveau phénomène, l’apparition de la
vie, en particulier la mise en place de la photosynthèse, le processus par
lequel certaines cellules transforment le rayonnement solaire en énergie
chimique en consommant du dioxyde de carbone et en émettant de l’oxygène.
L’oxygène
commença à avoir un impact marqué sur l’atmosphère terrestre il y a environ
deux milliards d’années. Grâce à lui, un nouveau type d’organisme put
apparaître, qui s’appuyait cette fois sur la respiration, le processus grâce
auquel les animaux produisent de l’énergie en consommant de l’oxygène et en
rejetant du dioxyde de carbone.
Le niveau
d’oxygène s’est aujourd’hui établi à environ 21 pour cent, une valeur d’équilibre
entre photosynthèse et respiration.
Le reste de
l’atmosphère est principalement composé d’azote (N2), lui aussi dû à la
présence de la vie. Il provient de bactéries capables d’extraire l’oxygène d’un
type de roches appelées nitrates, un processus qui libère de l’azote.
Mars
L’évolution
passée de Mars est entourée de plus d’incertitude que celle de la Terre. Dans
la théorie la plus répandue, l’atmosphère martienne serait née dans des
conditions similaires, avec le dégazage de grandes quantités de vapeur d’eau et
de dioxyde de carbone.
Grâce à l’effet
de serre engendré par ces gaz, la température aurait été suffisante pour que
l’eau puisse exister sous forme liquide pendant une très longue période.
La divergence
avec la Terre vient principalement du fait que Mars est un corps plus petit (un
dixième de la masse terrestre). En conséquence, après sa formation, la planète
rouge contenait une quantité de chaleur interne plus faible et se refroidit
donc plus vite. Pour cette raison, l’activité géologique cessa assez tôt dans
l’histoire de Mars.
Or, sans activité
volcanique à grande échelle, la planète n’avait plus les moyens de recycler
dans l’atmosphère le dioxyde de carbone emprisonné dans les roches. Le
phénomène inverse, l’absorption du gaz, n’étant pas affecté, une quantité de
plus en plus importante de dioxyde de carbone atmosphérique se retrouva donc
petit à petit incorporée dans les roches.
La chute de
température
La conséquence
directe de ce phénomène fut une baisse d’intensité de l’effet de serre, donc
une chute de température. Un cercle vicieux se mit en place, le refroidissement
provoquant plus de précipitations et une dissolution accélérée du dioxyde de
carbone, ce qui entraînait à son tour une baisse de température plus prononcée.
L’eau ne pouvant
plus exister sous forme liquide se transforma finalement en glace dans une
couche appelée le permafrost située sous la surface martienne. La planète finit
par présenter le visage que lui connaissons actuellement, avec une faible atmosphère
principalement constituée de dioxyde de carbone et une absence totale d’eau
sous forme gazeuse ou liquide.
Bien sûr, la
description précédente n’est qu’une des théories que les missions spatiales
actuelles ont pour but de départager. Il est également possible que la quantité
de gaz créée par le dégazage soit restée faible. L’effet de serre n’aurait
alors jamais été suffisant pour que de grande étendue d’eau liquide se forment.
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