Terraformation de Mars, le rêve impossible

Terraformer Mars, cette idée trotte dans l’esprit de beaucoup de passionnés de la « planète rouge », surtout les plus jeunes. Cependant il me semble tout à fait irréaliste et non souhaitable de vouloir faire littéralement de cette planète une nouvelle Terre même s’il peut sembler judicieux et envisageable de permettre à l’homme d’y vivre dans des lieux viabilisés.

Terraformer Mars cela veut dire libérer à sa surface suffisamment de gaz de son manteau et de sa croûte pour porter la pression atmosphérique à un niveau proche de nos 1000 millibars (contre 6 seulement en moyenne aujourd’hui) pour que l’eau puisse, lorsque la température monte au-dessus de 0°C, passer de l’état solide à l’état liquide et y rester dans une fourchette de quelques dizaines de degrés sans bouillir (et a fortiori sans se sublimer directement du solide au gazeux). Cela veut dire réchauffer l’environnement (atmosphère et sol) pour qu’au moins dans la région intertropicale, l’eau ne reste pas gelée pendant les longs mois de l’hiver austral où l’énergie solaire reçue au niveau de l’orbite (l'”irradiance”) descend aux alentours de 500 W/m2 (contre 1400 en moyenne sur Terre). Cela veut dire rendre l’atmosphère suffisamment riche en oxygène et pauvre en gaz carbonique pour qu’elle devienne respirable. Cela veut dire enfin assainir le sol en le libérant de sa couche de sels de perchlorates et l’enrichir en éléments organiques pour qu’il puisse nourrir des plantes. Vaste programme !

Si la pression atmosphérique est si basse sur Mars, c’est que la masse de la planète est trop faible pour permettre, à cette distance du Soleil, de retenir durablement une quantité de gaz plus importante. En effet, contrairement à ce que beaucoup pensent ce n’est pas le vent solaire le coupable, en raison de l’absence de magnétosphère, même si lorsque le Soleil était très jeune et violent ce facteur a joué puisque la Terre s’est formée en deçà de la « limite de glace » de notre système. Aujourd’hui l’enveloppe atmosphérique de Mars est quasiment stabilisée bien qu’elle se réduise encore asymptotiquement. Au début de son histoire, à la fin de la période d’accrétion, elle était beaucoup plus épaisse car elle était constituée de tous les gaz enfermés dans la matière qu’elle avait captée lors du rassemblement de tous les astéroïdes puis planétoïdes qui se trouvaient sur son orbite. Mais très vite et déjà un peu avant – 4 Gy (milliards d’années), la densité de l’atmosphère était tombée à un niveau proche de celui d’aujourd’hui. Elle fut cependant reconstituée plusieurs fois à des niveaux permettant l’eau liquide. Ce fut d’abord, concurremment aux premières pertes et les compensant, le dégazage du magma du manteau de la planète dont la croûte durcissait lentement alors que le Soleil se calmait. Ce fut ensuite aux alentours de -4 Gy, le Grand bombardement tardif (LHB) période de chutes intenses d’astéroïdes glacés de la Ceinture de Kuiper déstabilisés par les conséquences du rebroussement de Jupiter vers l’extérieur du système (projection de Neptune dans cette Ceinture). Ce furent enfin les épisodes volcaniques, de moins en moins intenses mais de plus en plus violents, la croûte de la planète se refroidissant, se durcissant et permettant de moins en moins facilement les émissions de gaz provenant de ses profondeurs.

Aujourd’hui, pour renouveler en l’épaississant l’atmosphère de Mars, certains imaginent plusieurs solutions, dans un ordre décroissant de violence : augmenter la masse de la planète, réactiver le volcanisme, faire fondre les calottes polaires. Examinons les.

Augmenter la masse de la planète va de pair avec réapprovisionner la planète en gaz externes et réactiver le volcanisme libérant du gaz interne. Cela veut dire déstabiliser des astéroïdes pour les agglomérer à la masse présente, en quelque sorte procéder à une accrétion artificielle. Il faut tout de suite remarquer qu’il ne serait pas facile de trouver la matière. Le premier gisement serait les millions de corps rocheux, glacés ou non, de la Ceinture d’astéroïdes, région voisine située de 1,7 et 4,5 UA (1UA, distance Terre-Soleil, = 150 millions de km), entre Mars et Jupiter (NB Mars orbite le Soleil à une distance d’environ 1.5 UA). Mais cette Ceinture ne représente que 4% de la masse de la Lune y compris les planètes naines Cérès et Vesta (environ 40% du total). Le second gisement serait les corps rocheux glacés de la Ceinture de Kuiper, au-delà de Neptune. Leur masse est plusieurs fois celle de la Terre mais évidemment ils sont très loin, entre 30 et 55 UA. Quoi qu’il en soit, rappelons que la force de gravité appliquée à une masse quelconque génère une accélération de vitesse qui se transforme en énergie cinétique à l’impact. L’astéroïde déstabilisé serait accéléré par la force de gravité du Soleil (contrôle ?!) puis de Mars à son approche. La force d’attraction générée par Mars est de 0,38g, moins que la Terre (1g) mais importante tout de même. Le « Meteor Crater aux Etats-Unis a été formée par la chute d’un astéroïde de 50 mètres de diamètre seulement mais qui avait une masse de 300.000 tonnes. A l’autre extrême Théia qui a impacté la Terre à la fin de sa période d’accrétion, dont a résulté la Lune, avait probablement la taille de Mars c’est-à-dire une masse égale à 1/10 celle de la Terre. Pour terraformer Mars il faudrait bien sûr choisir la taille des astéroïdes mais trop petits il n’auraient qu’un effet de masse négligeable au regard de l’augmentation de la gravité, trop gros ils auraient des conséquences extrêmement dangereuses pour l’intégrité de la planète elle-même.

Par ailleurs la désorbitation d’astéroïdes pourrait conduire à des catastrophes aussi sur Terre, car comment imaginer que l’on pourrait piloter de telles opérations avec une totale précision. Qui peut croire que la « manipulation » de tels objets serait facile et s’ils ratent leur première cible, qu’en route vers le Soleil ils ne viennent frapper la Terre ? Ensuite l’addition de telles masses ne pourrait se faire en douceur (freinage !). La croûte de Mars fondrait à nouveau en une boule de magma ou pour le moins, la croûte se fissurerait partout, la lave recouvrirait toutes les terres basses et toute l’histoire géologique d’une planète qui a sans doute conduit à une évolution passionnante des molécules organiques vers la vie, disparaîtrait irrémédiablement, nous privant d’une connaissance qu’il nous serait quasiment impossible de retrouver ailleurs avant de pouvoir faire des sauts technologiques impensables aujourd’hui pour explorer au plus près quelque exo-Terre, forcément au moins à 3,4 années-lumière de notre Terre (Proxima Centauri).

Faire fondre les calottes polaires est une autre idée. Les moyens seraient soit de bombarder les pôles avec des bombes atomiques, soit de les réchauffer par de grandes surfaces réfléchissantes positionnées dans l’espace pour concentrer la lumière du soleil. L’idée des bombes atomiques (qui je regrette de le dire a été reprise par Elon Musk) même si elle n’est pas aussi folle que celle des astéroïdes, aurait, outre la fonte des calottes polaires, des conséquences aussi catastrophiques c’est à  dire une possible réactivation d’un volcanisme violent. Mais elle causerait en plus, « accessoirement », une irradiation de la planète. L’eau serait contaminée, l’atmosphère, par définition épaissie, diffuserait les particules radioactives partout autour du globe en en rendant l’habitabilité encore plus improbable. Utiliser une surface réfléchissante développée dans l’espace pour concentrer la lumière solaire peut sembler plus « civilisé ». Cependant si théoriquement cela est possible, on peut se poser la question de savoir où serait produit ce gigantesque écran (même très fin) ; comment il serait transporté sur Mars, comment il serait manœuvré et stabilisé dans l’espace (la poussée du vent solaire sur lui ne serait pas négligeable). Ensuite, si on peut imaginer faire fondre la glace d’eau au Pôle Nord, et la glace carbonique ainsi que la glace d’eau au Pôle Sud, comment retomberaient les éléments ainsi sublimés ? Il y a de fortes chances (pour ne pas dire la certitude) que ce serait essentiellement en neige ou en glace sur le sol et non en eau liquide, compte tenu du climat martien. Quant à envisager une surface de film réfléchissant pouvant maintenir au chaud l’ensemble de la planète…n’y pensez pas, c’est évidemment totalement impossible.

Admettons cependant que « tout se passe bien » et que l’on parvienne à ré-épaissir l’atmosphère d’une manière ou d’une autre. Le problème n’est pas tant qu’une nouvelle atmosphère ne serait pas durable. Ce facteur ne serait pas rédhibitoire pour l’habitabilité humaine car le renouvellement pourrait avoir des effets suffisants pour des milliers d’années. Non, il serait que l’atmosphère serait irrespirable (gaz carbonique, souffre provenant du volcanisme, méthane, vapeur d’eau, éventuellement hydrogène sulfuré). L’oxygène dont nous avons besoin résulte sur Terre du très long processus de vie terrestre (la présence en quantité importante de ce gaz dans l’atmosphère remontant à quelques 2 milliards d’années, à partir du Great Oxidation Event, “GOE”). Purifier l’atmosphère pour la rendre respirable en en extrayant l’oxygène libre (en quelles quantités ?) serait évidemment une gageure et il ne faut pas compter sur une utilisation des plantes actuelles qui respireraient un cocktail de gaz qui serait aussi bien mortel pour elles que pour nous.

Par ailleurs le sol resterait très longtemps gelé sauf là où la croûte serait retournée au magma par volcanisme et le sol gelé de Mars l’est actuellement au moins autant que celui de la toundra du Nord de la Sibérie, de l’Amérique du Nord ou de l’Antarctique. La pente du gradient thermique est très forte ce qui veut dire que la température monte beaucoup plus lentement que sur Terre quand on s’éloigne de la surface. Ce sol est aussi recouvert d’une couche de sels de perchlorates extrêmement toxiques pour les hommes et les plantes et il est évidemment exclu d’y faire pousser quoi que ce soit sans un « nettoyage » intensif. Enfin, même nettoyé ce sol resterait extrêmement pauvre en nutriments puisque la planète n’a pas connu la riche évolution biologique qui s’est déroulée sur Terre où la vie a été depuis si longtemps et est aujourd’hui partout présente.

Le problème c’est que l’ingénierie planétaire n’est pas du tout une science que nous maîtrisons. Le problème (avec des nuances selon la solution choisie) c’est les dévastations que les perturbations résultant des actions visant à la terraformation, créeraient, l’incertitude et l’imprécision des résultats, le temps qui s’écoulerait avant que les effets positifs soient exploitables (à supposer qu’il y en ait) et le coût que cela représenterait. Je n’ai pas évoqué ce dernier point mais indiquez moi un gouvernement qui demanderait à ses citoyens de financer une telle entreprise ou une personne privée aussi riche soit-elle qui s’y risquerait. Les sommes seraient énormes et le retour sur investissement ne pourrait être espéré avant des centaines, voire des milliers d’années.

« Forget-it » comme disent les Anglo-saxons. N’envisageons pas des projets pharaoniques destructeurs, dangereux, inutiles et hors de tous les moyens financiers dont on pourra jamais disposer ! Cela ne pourrait que décrédibiliser le projet de ceux qui veulent que l’homme puisse un jour sortir de son berceau. Par contre, construire des dômes pressurisés, aménager ou creuser des cavernes est ce que nous proposons. A l’intérieur de ces bulles viabilisées, une petite population pourrait vivre en cultivant des algues (spirulines) dans des bacs et des végétaux sur sols artificiels et alimentés par hydroponie. Progressivement, en raison de la difficulté que présentent la gestion des risques biologiques, on introduirait des poissons (tilapias) et de petits animaux (poules, chèvres, porcs). C’est dans ce cadre seulement que l’implantation de l’homme sur Mars sera possible et c’est déjà beaucoup !

Image à la Une: Mars la rouge, Mars la verte, Mars la Bleue, le passage fantasmé d’une planète désertique à une nouvelle Terre. Crédit NASA.

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Index L’appel de Mars 25 01 19

Pierre Brisson

Pierre Brisson

Pierre Brisson, président de la Mars Society Switzerland, membre du comité directeur de l'Association Planète Mars (France), économiste de formation (Uni.of Virginia), ancien banquier d'entreprises de profession, planétologue depuis toujours.

2 réponses à “Terraformation de Mars, le rêve impossible

  1. Très pertinente analyse. J’ajouterais que si Mars est intéressante à étudier et explorer, c’est justement parce qu’elle est différente de la Terre; “faisons avec” et ne cherchons pas à transformer la planète rouge en une deuxième planète bleue (ou verte, n’en déplaise à Kim Stanley Robinson et ses trois romans de SF: “Mars la rouge”, “Mars la verte” et “Mars la bleue”!).

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