La terraformation

Pour Terraformer Mars, il existe différentes solutions mais toutes convergent pour parvenir à un résultat commun : le réchauffement de l’atmosphère martienne, ce qui provoquerait un « effet boule de neige ». On commencerait par injecter de grandes quantités de gaz à fort effet de serre, ou par utiliser une des autres méthodes imaginées (détaillées dans "différentes solutions"). En piégeant la chaleur du soleil, le gaz devrait rapidement faire augmenter la température en densifiant l’atmosphère, libérant d’autres gaz piégés dans les sous-sols martiens et dans la glace qui, en plus de créer de l’eau, continuerait à faire augmenter la température de la planète jusque à arrivé, en une cinquantaine d’années, à une température comparable à celle de la Terre. D’après une étude de Robert Zubrin et de Christopher McKay, une élévation de la température de la calotte glaciaire de 4°C suffirait à lancer le processus.

Ce réchauffement global permettrait la décongélation de l’eau des sols et apparaîtraient alors de vastes lacs ce qui permettrait de passer à la phase « oxygène ». Des bactéries extrêmophiles importées depuis la terre et disséminées dans les lacs martiens s’occuperaient de fabriquer l’oxygène et de l’injecter dans l’atmosphère martienne en consommant le CO² présent.

A partir du moment où il y aurait de l’oxygène sur Mars, on pourrait introduire des organismes primitifs comme des algues microscopiques qui aiderons les bactéries, puis des plantes à terminer le processus. Cette opération devrait prendre quelques millénaires et ensuite la surface de Mars, soit 145 millions de km², serait recouverte d’une atmosphère semblable à celle de la terre et la planète sera enfin habitable.

Processus de terraformation de Mars

Différentes solutions :

LE Co² :

Les miroirs :

C’est la solution proposée par McKay et Zubrin, ils ont eu l’idée d’utiliser d’immenses miroirs spatiaux qui concentreraient la lumière du soleil pour la focaliser sur la calotte et donc la faire fondre. Un miroir de ce type devrait par contre mesurer 125 km de rayon pour un poids de 200 000 tonnes, les matériaux utilisés seraient très légers, comme l’Aluminium (200 000 tonnes représentent la production mondiale d’aluminium en 5 jours). Les miroirs ne seraient pas en orbite mais stationnaires et seraient positionnés à environ 214 000 km de Mars. Néanmoins, ils seraient très fragiles et nécessiteraient une maintenance constante.
Grâce à la fonte de la calotte glaciaire, on observerait une augmentation de la température de la planète car dans cette calotte glaciaire est emprisonnée de grandes quantités de Co² qui seraient libérées avec la fonte des glaces. L’augmentation de température serait de l’ordre de 5°C ce qui est suffisant pour enclencher le processus de terraformation.

vision d'artiste de la pose de miroirs en orbite de Mars

L’albédo :

L’albédo est le rapport de "l’énergie solaire réfléchie par une surface" à "l'énergie solaire incidente". C'est une grandeur sans dimension.

L’albédo dans sa définition la plus courante (« albédo de bond ») est une valeur comprise entre 0 et 1.

Un corps de 0 d’albédo est un corps noir parfait, un trou noir, il absorbe toutes les radiations sans en émettre aucunes. Un corps d’albédo 1 est un miroir parfait qui réfléchit toutes les longueurs d’onde sans en absorber une seule.

Les calottes glaciaires de Mars ont un albédo de 0.77 ce qui indique un fort pouvoir réfléchissant des radiations solaires, en abaissant cet albédo à 0.73 grâce à la technique dite du noircissement (épandage d'une poudre noir comme de la poudre poudre de charbon sur la surface des calottes glaciaires), ces calottes glaciaires pourraient être entièrement vaporisées dans l’atmosphère en 100 ans (d’après une étude de la NASA). Cela permettrait une plus facile libération du Co² dans l’atmosphère ainsi que le passage à l'état liquide de l’eau sur Mars.

Le vent martien risque néanmoins de perturber ce processus car il est possible que ce vent disperse la poudre avant qu’elle ne joue son rôle.

Des CFC :

Le Co² pourrait ne pas être assez efficace pour créer un effet de serre et cela nécessiterait l’emploie d’autres gaz à effet de serre tels que les CFC ou les CF4.

Utiliser ces gaz demanderait la construction de complexes chimiques sur Mars, des usines qui devraient fabriquer d’énormes quantités de ces gaz à effet de serre (des dizaines de milliards de tonnes) en les libérant du sol dans l’atmosphère martienne. Les principaux gaz repérés sont les chlorofluorocarbures (CFC). L’effet de ces gaz peut-être 10 000 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone et il y en a de très grandes quantités piégées dans les roches martiennes.

L’absence de couche d’ozone éviterait aux ingénieurs planétaires de se poser la question d’une possible destruction de celle-ci.
Cependant cela poserait un problème : sur terre, ce bouclier stoppe les rayonnements ultraviolets, or les molécules de CFC sont facilement détruits par ces rayonnements énergétiques car les liaisons entre les atomes de carbone et de chlore se brisent. Les molécules devraient donc être remplacées presque en permanence. Pour parer à cela, on pourrait aussi injecter des CF4, qui ont une durée de vie bien plus importante (100 à 10 000 ans) mais ces CF4 n’ont pas été très bien étudiés et il est possible qu’ils soient moins performants que des CFC.

Miner des minéraux contenant du fluor serait aussi une source possible de CFC et PFC (perfluorocarbures). Ils sont supposés être au moins aussi communs sur Mars que sur Terre. Ceci permettrait de produire sur place des composants nécessaires à l'effet de serre (dont les : CF₃SCF₃, CF₃OCF₂OCF₃,  CF₃SCF₂SCF₃,  CF₃OCF₂NFCF₃)

Mais, car il y a un mais, à moins d’implanter ces immenses usines qui demanderaient d’énormes moyens techniques, la solution ne viendrait pas de là.
Par contre, un gaz terrestre que l’on trouve en grandes quantités et qui est facilement productible est le méthane. Ce gaz est naturellement instable et se transforme rapidement en CO2 dans une atmosphère oxydée comme sur Mars (un sol avec molécules au fort pouvoir oxydant), par la réaction de la combustion du carbone :

 CH4 + 2O2  ---->  CO2 + 2H2O 

De plus, le méthane est facilement renouvelable biologiquement grace aux bactéries par exemple.

futures usines a CFC ?

Les Bactéries/cyanobactéries/microorganismes :

Avant d’envoyer les microorganismes pionniers, certaines modifications resteraient nécessaires : La

Température devrait être augmentée d’environ 60°C et la pression atmosphérique devrait être aux alentours de 1/10eme de la pression atmosphérique terrestre. On devrait aussi trouver de l’eau liquide  sous la surface du sol, de plus, les flux de rayons ultraviolets et de rayons cosmiques devraient être diminués par une augmentation de l'épaisseur de l’atmosphère (solution principale).

Les bactéries sélectionnées devraient toujours être extrêmement résistantes (bactéries extrêmophiles). La bactérie Deinococcus radiodurans résistent aux radiations UV, aux radiations ionisantes (doses de radiations 3000 fois plus élevées que celle qui tuerait un être humain), au peroxyde d'hydrogène, au vide, à l'acide, aux températures extrêmes, au dessèchement, au froid et à la famine. Cette capacité de résistance est due à sa structure cellulaire particulière et à son système très perfectionné de réparation de l'ADN qui lui permet même de « ressusciter » quelques heures après sa mort. Elle servirait à produire le méthane demandé. C’est une bactérie méthanogène.

On estime que si 1% de la planète serait couverte de bactéries avec une efficacité de conversion de 0.1% (énergie solaire en composés chimiques), 1 milliards de tonnes de méthanes et d’ammoniac seraient produits chaque année ce qui élèvera la température de 10°C tous les 30 ans, la production fournirait de plus une bonne protection contre les UV.

Deinococcus radiodurans

Pour augmenter la teneur en oxygène de l’atmosphère nouvellement créée, on pourrait disséminer à la surface de Mars de nouvelles cyanobactéries (moins résistantes que la championne dans ce domaine, notre Deinococcus radiodurans). On trouverait par exemple la cyanobactérie Chroococcidiopsis qui résistent aux températures extrêmes et fabriquent de l'azote et de l'oxygène. Quant à la cyanobactérie Matteia, elle transforme la roche en CO2, survie sans eau, possède la propriété de dissoudre des roches carbonatées pour y trouver protection. Matteia est également capable de fixer l'azote atmosphérique si ce composé se fait rare dans son environnement.

On transporterait ensuite des algues dans les zones aqueuses qui produiraient encore plus d’oxygène et augmenterait la pression atmosphérique aux environs de 1 mbar.  Ces plantes pourraient être génétiquement modifiées.

Les plantes supérieures pourraient ensuite se développer librement à la surface de Mars et la pression finirait par dépasser les 120 mbars, la quantité d’oxygène serait suffisante pour sortir à l’extérieur sans masque a oxygène.

Chroococcidiopsis

AUTRES TECHNIQUE:

• les météorites : Une autre idée, assez extrême, pour injecter des gaz à effet de serre dans l’atmosphère martienne est de chercher dans le système solaire (externe) des astéroïdes constitués -presque- exclusivement d'ammoniac. Ainsi, on dévirait la trajectoire de cet astéroïde dans le but de le faire entrer en collision avec Mars. L’impacte libérerait le gaz à effet de serre et créerait en plus de la chaleur mais il risquerait de ravager la surface de la planète...

•  Les missiles : On pourrait aussi envoyer des bombes chargées de gaz à effet de serre.

•  Les volcans : Une autre solution serait de tirer des bombes nucléaires dans les cratères de volcans martiens inactifs dans le but de les remettre en activités, donc de réchauffer l’atmosphère et d’augmenter la pression atmosphérique.

•  Changement de trajectoire : Une proposition encore plus extrémiste serait tous simplement de changer l’orbite de la planète dans le but de la rapprocher du soleil et de réchauffer son atmosphère ce qui serait réalisable en lançant des astéroïdes contre Mars. Néanmoins, il y aurait de très grandes incertitudes aux niveaux des trajectoires prises par la planète et on ne pourrait risquer sa destruction.

météorites

missiles

ou volcans