Mars, son atmosphère et son champs magnétique

newway · 13 octobre 2010

Salut à vous.

Ma question où plutôt ma réflexion concerne Mars.

J'ai lu plusieurs articles concernant la terraformation de Mars. Le but, pour faire très court, est de recréer une atmosphère sur la planète rouge afin d'y réamorcer dans un premier temps le cycle de l'eau.

Je sais, je schématise à fond...

OK, mais on oublie alors que Mars ne possède plus de champ magnétique et que, comme cela est spécifié dans cet article, cela condamne d'avance toute tentative de régénération de l'atmosphère martienne.

Quel est votre avis ?

Barbouille · 17 octobre 2010

a priori. il y a deux phénomènes à prendre en considération.

1. d'abord comme tu l'indiques : le champ magnétique.

celui-ci est lié à l'effet dynamo du coeur de la planète (noyau de fer) qui tourne sur lui-même. ce champ permet de protéger les hautes couches de l'atmosphère du vent solaire. flux de particules qui "brisent" les molécules (ionisation…) et conduit à la fuite des éléments les plus volatiles (hydrogène, hélium…).

Mars ne possède plus de champ magnétique (ou alors il est très faible). par conséquent, certaines des molécules complexes ( $mimetex.cgi?H_{2}O$ , $mimetex.cgi?N_{2}$ …) suceptibles d'être vaporisées en surface risquent de terminer dans l'espace après dissociation ( $mimetex.cgi?H_{2}$ , $mimetex.cgi?O_{2}$ …).

2. le champ gravitonnel de la planète et sa température de surface sont les paramètres les plus importants pour déterminer l'évolution de l'atmosphère d'une planète.

la masse de Mars est assez faible, sa température de surface également.

pour un de gaz donné, plus la température est élévée et plus la probabilité qu'un atome atteigne la vitesse de libération du champ gravitationnel est élévée (les énergies cinétiques suivent une loi de répartition de type gaussienne ou la moyenne est fonction directe de la témpérature).

la vitesse de libération à la surface est : $mimetex.cgi?v_{lib.}$ = $mimetex.cgi?\sqrt{\frac{2GM}{r}}$

M et r sont la masse et le rayon de la planète.

G est la constante de gravitation.

la vitesse maximum de la répartition des vitesses d'une molécule est :

$mimetex.cgi?v_{th.}$ = $mimetex.cgi?\sqrt{\frac{3kT}{m}}$

T et m sont la témpérature et la masse des molécules.

k est la constante de Boltzmann.

avec ces 2 formules, tu peux estimer rapidement l'évolution de n'importe quelle molécule gazeuse à la surface de Mars.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ > $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère est piégée par le champ gravitationnel.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ $mimetex.cgi?\approx$ $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère s'échappe lentement.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ < $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère s'échappe très rapidement.

pour conclure, mon avis est très pessimiste, la possibilité de reconstituer une atmosphère dense sur Mars est chimérique même si on ne tient pas compte du champ magnétique.

Thérèze Encrenaz : Atmosphères planétaires, origine et évolution

Ed : Belin, CNRS.

est un exellent livre sur le sujet.

http://www.amazon.fr/Atmosphères-planétaires-Thérèse-Encrenaz/dp/2701123615/ref=sr_1_6?s=books&ie=UTF8&qid=1287300381&sr=1-6

Alarcon yves · 17 octobre 2010

Bonjour,j'ai pas les compétences de Barbouille dans ce domaine, mais je suis pas loin de penser (en fait je le pense) que sans champs magnétique c'est foutu d'avance, pour moi, mais je suis pas un scientifique travaillant dans ce domaine, après la distance par rapport à son étoile, sa taille, c'est une des conditions pour que la vie puisse apparaitre/perdurer sur une planète, en plus je vois mal comment on peut rendre viable une planète si on n'est pas foutu de préserver la notre.

Yves.

syncopatte · 17 octobre 2010

J'ai lu plusieurs articles concernant la terraformation de Mars

science-fiction...

Patte.

sunfish22 · 17 octobre 2010

la vitesse maximum de la répartition des vitesses d'une molécule est :
$mimetex.cgi?v_{th.}$ = $mimetex.cgi?\sqrt{\frac{3kT}{m}}$

T et m sont la témpérature et la masse des molécules.

k est la constante de Boltzmann.

avec ces 2 formules, tu peux estimer rapidement l'évolution de n'importe quelle molécule gazeuse à la surface de Mars.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ > $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère est piégée par le champ gravitationnel.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ $mimetex.cgi?\approx$ $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère s'échappe lentement.

si $mimetex.cgi?v_{lib.}$ < $mimetex.cgi?v_{th.}$ , l'atmosphère s'échappe très rapidement.

Bonjour,

Avec ta formule on obtient pour l'hydrogène (cas le plus défavorable) Vth = 2,3 km/s qui reste encore inférieur aux 5 km/s de la vitesse d'évasion de Mars.

J'avais lu dans un ancien bouquin de Pierre Kohler qu'une atmosphère ne pouvait etre retenue durablement que si ses molécules avaient une vitesse moyenne ne dépassant pas 1/16 de la vitesse d'évasion.

A. Brahic lui, dans son bouquin 'Planètes et satellites' , compare l'energie cinetique moyenne des molécules kT à l'énergie cinétique des particules de masse m qui peuvent s'évader : 1/2m Vev^2 avec Vev = 11,2 Km/s pour la terre et 5 km/s pour Mars.

Pour La Terre ce rapport est égal à 0,04 pour l'hydrogène (T=300K). Dans le cas de Mars ce rapport n'est finalement que 3 fois moins favorable, il vaut 0,14 avec T = 213K (-60°c) si je ne me suis pas trompé dans mes calculs. Maintenant si l'on veut une atmosphère un peu plus douillette, avec un peu plus d'effet de serre, le rapport est d'autant moins favorable (rapport de 0,2 pour 300K)

Difficile de se faire une idée du taux de fuite réel de l'atmosphère ! :confused:

Thérèze Encrenaz : Atmosphères planétaires, origine et évolution est un excellent livre sur le sujet.

+1 (sur le sujet des atmosphères planétaires, pas de la terraformation de Mars !)

Jean

physique-astronomie · 18 octobre 2010

Bonjour,j'ai pas les compétences de Barbouille dans ce domaine, mais je suis pas loin de penser (en fait je le pense) que sans champs magnétique c'est foutu d'avance, pour moi, mais je suis pas un scientifique travaillant dans ce domaine, après la distance par rapport à son étoile, sa taille, c'est une des conditions pour que la vie puisse apparaitre/perdurer sur une planète, en plus je vois mal comment on peut rendre viable une planète si on n'est pas foutu de préserver la notre.
Yves.

Je suis entièrement d'accord avec toi Alarcon yves:)

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