Issue de la science-fiction, la terraformation est devenue une science étudiant la transformation de l'environnement naturel d'une planète, d'une lune ou tout autre corps, afin d'y réunir les conditions permettant une vie de type terrestre, espérant donc la rendre habitable par et pour l'Homme.
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Vue
d'artiste des différentes étapes de la terraformation de Mars –
Tu Vas Savoir. Astronomie.
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L'action primordiale pour y arriver est la modification ou la création d'une atmosphère de composition proche de celle de la Terre, composante essentielle au développement de la vie. On parle aussi d'ingénierie planétaire si l'objectif n'est pas de faire ressembler la planète en question à la Terre.
Il faut noter que chaque candidat à la terraformation présente des conditions qui lui sont propres, rendant le processus spécifique pour chacun d'eux. Les principales études menées concernent la planète la plus proche de la nôtre : Mars. D'autres concernent Vénus, Europe (satellite de Jupiter) et Titan (satellite de Saturne), mais les conditions semblent beaucoup plus difficiles à modifier.
De la fiction à la science.
Progressivement, les scientifiques se sont intéressés à la terraformation, à commencer par l'américain Carl Sagan qui proposa de terraformer Vénus en 1961, à l'aide d'algues injectées dans son atmosphère. L'environnement vénusien est cependant assez infernal, avec une température de l'ordre de 460°C et une pression 90 fois supérieure à celle sur Terre. Ces conditions sont liées à la présence de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d'eau, deux gaz à effet de serre.
Les algues devaient générer du dioxygène par photosynthèse et du carbone minéral en se décomposant. La baisse du taux en CO2 entraînait alors le refroidissement et la condensation de la vapeur d'eau. Malheureusement, le carbone a tendance à reformer du CO2 sous forte température... et l'objectif ne semble donc pas atteignable. Suite à ce premier développement, la terraformation s'est petit à petit imposée comme une réelle possibilité et aujourd'hui la terraformation de Mars est un sujet sérieusement envisagé par de nombreux scientifiques.
MARS.
Les images évoquées par Mars sont celles d'une planète rouge, sèche, rocailleuse... sans vie. Cependant, on y distingue parfois des vallées d'apparence érodée et les recherches in situ semblent indiquer la présence d'anciens fleuves et d'anciennes mers.
Or si l'eau, élément essentiel à la vie telle que nous la connaissons, a coulé sur Mars, où se trouve-t-elle aujourd'hui et peut-on la faire resurgir ?
Ce sont les principales questions qui animent les débats autour de la terraformation de la planète. L'objectif est donc de redonner à Mars cet environnement qu'elle semble avoir perdu et y ajouter le nécessaire pour l'Homme.
État des lieux.
Mars possède plusieurs points communs avec la Terre. Sa vitesse de rotation, l'inclinaison de son orbite ou l'aspect de sa surface laissent entrevoir des paysages modelés par des saisons proches de celles que connait la Terre.
Le sol (régolithe) martien est composé de nombreux oxydes (SiO2 à 45% et Fe2O3 à 15% environ). Cependant le climat actuel n'est pas tout à fait favorable, la température moyenne avoisine les -60°C et la pression atmosphérique est 160 fois inférieure à celle qu'on trouve sur Terre.
Le CO2.
De plus, cette atmosphère est composée à 96% de CO2, pour seulement 0.13% d'O2, et n'offre pas de protection contre les rayons cosmiques ou les ultraviolets, destructeurs pour les êtres vivants.
On pense qu'autrefois, l'atmosphère était beaucoup plus dense, toujours composée en majeure partie de CO2, ce qui permettait à de l'eau liquide de s'écouler. On suppose que ce CO2 et cette eau disparus sont contenus dans les calottes polaires et le sol.
La première étape de la terraformation consiste donc à augmenter la température moyenne de la planète pour les libérer. On ne connaît pas bien les interactions entre les différents réservoirs de CO2 (régolite, calotte, atmosphère), mais une quantité suffisante pour hausser la pression jusqu'à 300 ou 600 mbar doit être présente.
La température et l'effet de serre.
L'augmentation de la température de Mars est le point crucial de la terraformation de la planète. <
Pour y arriver, il s'agit d'augmenter l'effet de serre pour donner une impulsion au processus, qui s'amplifie ensuite de lui-même. Une impulsion initiale de 4°C pourrait s'avérer suffisante, d'après les études de Robert Zubrin, président de la Mars Society.
Le processus serait ensuite assez long, à moins de tout faire soi-même. La première solution est l'utilisation de miroirs géants en orbite de 100 km de rayon pour 200 000 tonnes. Ces miroirs doivent réfléchir la lumière du soleil vers le pôle Sud afin de faire fondre la calotte et libérer le CO2 qu'elle possède.
La deuxième solution pour faire fondre la calotte consiste à la noircir en y déposant de la poussière, de la poudre de charbon. Ce procédé permettrait de noircir la calotte et ainsi la réchauffer et la faire fondre, le noir absorbant la chaleur solaire.
Seule ombre au tableau, les vents martiens, assez violents, posent alors un problème sérieux.
L'eau.
La température plus agréable et l'atmosphère plus dense ne rendent pas la planète plus humide. Pour réactiver le cycle de l'eau, nécessaire au développement de la vie, on peut recourir à certains principes évoqués précédemment.
La calotte sud doit contenir une quantité importante libérée lors de sa fonte par exemple. Le sol en contient probablement également sous forme de permafrost ou pergélisol.
Ensuite, il faut la vaporiser, à l'aide des miroirs dont on concentre la lumière sur une zone restreinte, ou bien directement à partir d'un noyau de comète, glacé, qui s'écraserait à la surface. Ces méthodes restent préférables à l'emploi de bombes thermonucléaires, qui rendraient la planète radioactive.
Les limites.
Même si les technologies nécessaires ne sont pas forcément si hors de portée (la fusion thermonucléaire pour déplacer des astéroïdes et réduire le temps des voyages, ou bien la construction en orbite sont déjà en cours de développement par exemple.)
Et même si l'Homme a toujours su créer les outils dont il a eu besoin, une telle entreprise n'est pas d'actualité. Il faudra dans un premier temps envisager des bases autonomes couvertes, en y maintenant un petit écosystème, ce qui posera déjà beaucoup de problèmes.
VENUS.
Diminuer la température.
Deux pistes sont explorées pour diminuer la température à la surface de Vénus:
Diminuer la pression atmosphérique.
Expulser du gaz hors de la planète semble très difficile. La meilleure solution semble être de transformer le gaz en composé solide ou liquide. Soit en envoyant de la poussière de magnésium ou de calcium (que l'on pourrait prélever sur Mercure, ce qui conduirait à la formation de carbonates, soit en injectant de l'hydrogène qui conduirait à la production de graphite et d'eau via une réaction chimique. Une autre solution serait d'introduire des organismes vivants, comme des bactéries extrêmophiles.
Des cités flottantes dans les nuages.
Une idée originale pour permettre une colonisation rapide de Vénus, proposée par Geoffrey A. Landis, est de faire flotter d'immenses sacs de gaz à environ 50km d'altitude, à condition de veiller à ce que lesdits sacs résistent aux pluies d'acide sulfurique courantes à cette altitude, là où la pression atmosphérique et la température sont proches des conditions terrestres.
On pourrait construire des villes à l'intérieur des sacs, qui flotteraient sur l'atmosphère dense de Vénus comme des montgolfières dont l'habitacle serait à l'intérieur du ballon. Le gaz à l'intérieur serait un mélange respirable. De telles cités pourraient être comme une tête de pont d'où assurer les interventions lourdes pour une terraformation complète de Vénus.
Vidéo - Vue d'artiste des cités flottantes de Vénus – NASA.
Il faut noter que chaque candidat à la terraformation présente des conditions qui lui sont propres, rendant le processus spécifique pour chacun d'eux. Les principales études menées concernent la planète la plus proche de la nôtre : Mars. D'autres concernent Vénus, Europe (satellite de Jupiter) et Titan (satellite de Saturne), mais les conditions semblent beaucoup plus difficiles à modifier.
De la fiction à la science.
Progressivement, les scientifiques se sont intéressés à la terraformation, à commencer par l'américain Carl Sagan qui proposa de terraformer Vénus en 1961, à l'aide d'algues injectées dans son atmosphère. L'environnement vénusien est cependant assez infernal, avec une température de l'ordre de 460°C et une pression 90 fois supérieure à celle sur Terre. Ces conditions sont liées à la présence de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d'eau, deux gaz à effet de serre.
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Photographie,
algues marines – Domaine public. Pixabay.
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Les algues devaient générer du dioxygène par photosynthèse et du carbone minéral en se décomposant. La baisse du taux en CO2 entraînait alors le refroidissement et la condensation de la vapeur d'eau. Malheureusement, le carbone a tendance à reformer du CO2 sous forte température... et l'objectif ne semble donc pas atteignable. Suite à ce premier développement, la terraformation s'est petit à petit imposée comme une réelle possibilité et aujourd'hui la terraformation de Mars est un sujet sérieusement envisagé par de nombreux scientifiques.
Mars & Vénus, des clientes potentiels.
MARS.
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Illustration
de la planète Mars.
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Les images évoquées par Mars sont celles d'une planète rouge, sèche, rocailleuse... sans vie. Cependant, on y distingue parfois des vallées d'apparence érodée et les recherches in situ semblent indiquer la présence d'anciens fleuves et d'anciennes mers.
Or si l'eau, élément essentiel à la vie telle que nous la connaissons, a coulé sur Mars, où se trouve-t-elle aujourd'hui et peut-on la faire resurgir ?
Ce sont les principales questions qui animent les débats autour de la terraformation de la planète. L'objectif est donc de redonner à Mars cet environnement qu'elle semble avoir perdu et y ajouter le nécessaire pour l'Homme.
État des lieux.
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Montage
photo de la surface martienne – NASA/JPL-Caltech/MSSS.
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Mars possède plusieurs points communs avec la Terre. Sa vitesse de rotation, l'inclinaison de son orbite ou l'aspect de sa surface laissent entrevoir des paysages modelés par des saisons proches de celles que connait la Terre.
Le sol (régolithe) martien est composé de nombreux oxydes (SiO2 à 45% et Fe2O3 à 15% environ). Cependant le climat actuel n'est pas tout à fait favorable, la température moyenne avoisine les -60°C et la pression atmosphérique est 160 fois inférieure à celle qu'on trouve sur Terre.
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Illustration
d'une molécule de CO2 – Tu Vas Savoir. Astronomie.
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De plus, cette atmosphère est composée à 96% de CO2, pour seulement 0.13% d'O2, et n'offre pas de protection contre les rayons cosmiques ou les ultraviolets, destructeurs pour les êtres vivants.
On pense qu'autrefois, l'atmosphère était beaucoup plus dense, toujours composée en majeure partie de CO2, ce qui permettait à de l'eau liquide de s'écouler. On suppose que ce CO2 et cette eau disparus sont contenus dans les calottes polaires et le sol.
La première étape de la terraformation consiste donc à augmenter la température moyenne de la planète pour les libérer. On ne connaît pas bien les interactions entre les différents réservoirs de CO2 (régolite, calotte, atmosphère), mais une quantité suffisante pour hausser la pression jusqu'à 300 ou 600 mbar doit être présente.
La température et l'effet de serre.
L'augmentation de la température de Mars est le point crucial de la terraformation de la planète. <
Pour y arriver, il s'agit d'augmenter l'effet de serre pour donner une impulsion au processus, qui s'amplifie ensuite de lui-même. Une impulsion initiale de 4°C pourrait s'avérer suffisante, d'après les études de Robert Zubrin, président de la Mars Society.
Le processus serait ensuite assez long, à moins de tout faire soi-même. La première solution est l'utilisation de miroirs géants en orbite de 100 km de rayon pour 200 000 tonnes. Ces miroirs doivent réfléchir la lumière du soleil vers le pôle Sud afin de faire fondre la calotte et libérer le CO2 qu'elle possède.
La deuxième solution pour faire fondre la calotte consiste à la noircir en y déposant de la poussière, de la poudre de charbon. Ce procédé permettrait de noircir la calotte et ainsi la réchauffer et la faire fondre, le noir absorbant la chaleur solaire.
Seule ombre au tableau, les vents martiens, assez violents, posent alors un problème sérieux.
L'eau.
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Photographie,
chute d'eau - Tu Vas Savoir. Astronomie.
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La température plus agréable et l'atmosphère plus dense ne rendent pas la planète plus humide. Pour réactiver le cycle de l'eau, nécessaire au développement de la vie, on peut recourir à certains principes évoqués précédemment.
La calotte sud doit contenir une quantité importante libérée lors de sa fonte par exemple. Le sol en contient probablement également sous forme de permafrost ou pergélisol.
Ensuite, il faut la vaporiser, à l'aide des miroirs dont on concentre la lumière sur une zone restreinte, ou bien directement à partir d'un noyau de comète, glacé, qui s'écraserait à la surface. Ces méthodes restent préférables à l'emploi de bombes thermonucléaires, qui rendraient la planète radioactive.
Les limites.
Même si les technologies nécessaires ne sont pas forcément si hors de portée (la fusion thermonucléaire pour déplacer des astéroïdes et réduire le temps des voyages, ou bien la construction en orbite sont déjà en cours de développement par exemple.)
Et même si l'Homme a toujours su créer les outils dont il a eu besoin, une telle entreprise n'est pas d'actualité. Il faudra dans un premier temps envisager des bases autonomes couvertes, en y maintenant un petit écosystème, ce qui posera déjà beaucoup de problèmes.
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Vue
d'artiste, la vie sur Mars - NASA/JSC BY
MARK DOWMAN OF JOHN FRASSANITO & ASSOCIATES .
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VENUS.
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Pôle
Nord de Vénus - SSV, MIPL, Magellan Team, NASA.
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Diminuer la température.
Deux pistes sont explorées pour diminuer la température à la surface de Vénus:
- diminuer le rayonnement solaire, soit en faisant de l'ombre, soit en augmentant l'albédo.
- Diminuer l'effet de serre.
Diminuer la pression atmosphérique.
Expulser du gaz hors de la planète semble très difficile. La meilleure solution semble être de transformer le gaz en composé solide ou liquide. Soit en envoyant de la poussière de magnésium ou de calcium (que l'on pourrait prélever sur Mercure, ce qui conduirait à la formation de carbonates, soit en injectant de l'hydrogène qui conduirait à la production de graphite et d'eau via une réaction chimique. Une autre solution serait d'introduire des organismes vivants, comme des bactéries extrêmophiles.
Des cités flottantes dans les nuages.
Une idée originale pour permettre une colonisation rapide de Vénus, proposée par Geoffrey A. Landis, est de faire flotter d'immenses sacs de gaz à environ 50km d'altitude, à condition de veiller à ce que lesdits sacs résistent aux pluies d'acide sulfurique courantes à cette altitude, là où la pression atmosphérique et la température sont proches des conditions terrestres.
On pourrait construire des villes à l'intérieur des sacs, qui flotteraient sur l'atmosphère dense de Vénus comme des montgolfières dont l'habitacle serait à l'intérieur du ballon. Le gaz à l'intérieur serait un mélange respirable. De telles cités pourraient être comme une tête de pont d'où assurer les interventions lourdes pour une terraformation complète de Vénus.
Vidéo - Vue d'artiste des cités flottantes de Vénus – NASA.
Rédaction/Infographie/Webmaster: TC - Tu Vas Savoir - TVS.
