Les écrivains de science-fiction ont longtemps présenté la terraformation, le processus de création d'un environnement semblable à la Terre ou habitable sur une autre planète, dans leurs histoires. Les scientifiques eux-mêmes ont proposé la terraformation pour permettre la colonisation à long terme de Mars. Une solution commune aux deux groupes consiste à libérer du dioxyde de carbone gazeux piégé dans la surface martienne pour épaissir l'atmosphère et agir comme une couverture pour réchauffer la planète.

Cependant, Mars ne retient pas assez de dioxyde de carbone qui pourrait pratiquement être remis dans l'atmosphère pour réchauffer Mars, selon une nouvelle étude parrainée par la NASA. Transformer l'environnement martien inhospitalier en un endroit que les astronautes pourraient explorer sans assistance vitale n'est pas possible sans une technologie bien au-delà des capacités d'aujourd'hui.

Bien que l'atmosphère martienne actuelle se compose principalement de dioxyde de carbone, il est beaucoup trop mince et froid pour supporter l'eau liquide, un ingrédient essentiel à la vie. Sur Mars, la pression de l'atmosphère est inférieure à un pour cent de la pression de l'atmosphère terrestre. Toute eau liquide à la surface s'évaporerait ou gèlerait très rapidement.

Les partisans de la terraformation de Mars proposent de libérer des gaz à partir de diverses sources sur la planète rouge pour épaissir l'atmosphère et augmenter la température au point où l'eau liquide est stable à la surface. Ces gaz sont appelés « gaz à effet de serre » pour leur capacité à piéger la chaleur et à réchauffer le climat.

"Le dioxyde de carbone (CO2) et la vapeur d'eau (H2O) sont les seuls gaz à effet de serre susceptibles d'être présents sur Mars en abondance suffisante pour provoquer un réchauffement significatif de l'effet de serre, " a déclaré Bruce Jakosky de l'Université du Colorado, Rocher, auteur principal de l'étude publiée dans Astronomie de la nature 30 juillet.

Bien que des études portant sur la possibilité de terraformer Mars aient déjà été réalisées, le nouveau résultat tire parti d'environ 20 ans d'observations supplémentaires de Mars par des engins spatiaux. "Ces données ont fourni de nouvelles informations substantielles sur l'histoire des matériaux facilement vaporisés (volatiles) comme le CO2 et le H2O sur la planète, l'abondance de volatiles enfermés sur et sous la surface, et la perte de gaz de l'atmosphère vers l'espace, " a déclaré le co-auteur Christopher Edwards de la Northern Arizona University, Mât de drapeau, Arizona.

Les chercheurs ont analysé l'abondance de minéraux porteurs de carbone et la présence de CO2 dans la glace polaire à l'aide des données des satellites Mars Reconnaissance Orbiter et Mars Odyssey de la NASA. et utilisé des données sur la perte de l'atmosphère martienne dans l'espace par le vaisseau spatial MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) de la NASA.

"Nos résultats suggèrent qu'il n'y a pas assez de CO2 restant sur Mars pour fournir un réchauffement significatif de l'effet de serre si le gaz était mis dans l'atmosphère; de plus, la majeure partie du gaz CO2 n'est pas accessible et n'a pas pu être facilement mobilisable. Par conséquent, terraformer Mars n'est pas possible avec la technologie actuelle, " dit Jakosky.

Bien que Mars possède d'importantes quantités de glace d'eau qui pourraient être utilisées pour créer de la vapeur d'eau, les analyses précédentes montrent que l'eau ne peut pas à elle seule apporter un réchauffement significatif; les températures ne permettent pas à suffisamment d'eau de persister sous forme de vapeur sans avoir au préalable un réchauffement important par le CO2, selon l'équipe. Aussi, tandis que d'autres gaz tels que l'introduction de chlorofluorocarbures ou d'autres composés à base de fluor ont été proposés pour élever la température atmosphérique, ces gaz sont de courte durée et nécessiteraient des procédés de fabrication à grande échelle, ils n'ont donc pas été pris en compte dans la présente étude.

La pression atmosphérique sur Mars est d'environ 0,6 % de celle de la Terre. Mars étant plus éloigné du Soleil, les chercheurs estiment qu'une pression de CO2 similaire à la pression atmosphérique totale de la Terre est nécessaire pour augmenter suffisamment les températures pour permettre une eau liquide stable. La source la plus accessible est le CO2 dans les calottes glaciaires polaires; il pourrait être vaporisé en répandant de la poussière dessus pour absorber plus de rayonnement solaire ou en utilisant des explosifs. Cependant, vaporiser les calottes glaciaires ne contribuerait qu'assez de CO2 pour doubler la pression martienne à 1,2 pour cent de celle de la Terre, selon la nouvelle analyse.

Une autre source est le CO2 attaché aux particules de poussière dans le sol martien, qui pourrait être chauffé pour libérer le gaz. Les chercheurs estiment que le chauffage du sol pourrait fournir jusqu'à 4 % de la pression nécessaire. Une troisième source est le carbone enfermé dans les gisements minéraux. En utilisant les récentes observations des satellites de la NASA sur les gisements minéraux, l'équipe estime que la quantité la plus plausible produira moins de 5 % de la pression requise, selon l'étendue des dépôts enfouis près de la surface. La simple utilisation des gisements près de la surface nécessiterait une exploitation à ciel ouvert étendue, et s'attaquer à tout le CO2 attaché aux particules de poussière nécessiterait d'exploiter à ciel ouvert toute la planète à une profondeur d'environ 100 mètres. Même le CO2 piégé dans les structures moléculaires eau-glace, si de tels « clathrates » existaient sur Mars, contribuerait probablement à moins de 5 % de la pression requise, selon l'équipe.

Les minéraux carbonés enfouis profondément dans la croûte martienne pourraient contenir suffisamment de CO2 pour atteindre la pression requise, mais l'étendue de ces dépôts profonds est inconnue, non mis en évidence par les données orbitales, et les récupérer avec la technologie actuelle est extrêmement énergivore, nécessitant des températures supérieures à 300 degrés Celsius (plus de 572 degrés Fahrenheit). Les minéraux carbonés peu profonds ne sont pas suffisamment abondants pour contribuer de manière significative au réchauffement de l'effet de serre, et nécessitent également le même traitement intense.

Bien que la surface de Mars soit inhospitalière aux formes de vie connues aujourd'hui, des caractéristiques qui ressemblent à des lits de rivière asséchés et à des gisements minéraux qui ne se forment qu'en présence d'eau liquide prouvent que, dans un passé lointain, le climat martien supportait l'eau liquide à la surface. Mais le rayonnement solaire et le vent solaire peuvent éliminer à la fois la vapeur d'eau et le CO2 de l'atmosphère martienne. Les missions Mars Express de MAVEN et de l'Agence spatiale européenne indiquent que la majorité des anciens, l'atmosphère potentiellement habitable a été perdue dans l'espace, emporté par le vent solaire et le rayonnement. Bien sûr, une fois que cela se produit, que l'eau et le CO2 ont disparu pour toujours. Même si cette perte était évitée d'une manière ou d'une autre, permettant à l'atmosphère de s'accumuler lentement à partir du dégazage par l'activité géologique, le dégazage actuel est extrêmement faible; il faudrait environ 10 millions d'années pour doubler l'atmosphère actuelle de Mars, selon l'équipe.

Une autre idée est d'importer des volatiles en redirigeant les comètes et les astéroïdes pour frapper Mars. Cependant, les calculs de l'équipe révèlent qu'il en faudrait plusieurs milliers; de nouveau, pas très pratique.

Pris ensemble, les résultats indiquent que la terraformation de Mars ne peut pas être réalisée avec la technologie actuellement disponible. De tels efforts doivent être très éloignés dans le futur.