PLANETE MARS

GENERALITES SUR MARS
En s'éloignant du Soleil, Mars est la quatrième planète du système solaire. Presque deux fois plus petite que la Terre, la planète rouge est un corps solide différencié qui posséderait une croûte de 50 kilomètres d'épaisseur moyenne, une lithosphère assez épaisse - de 150 à 200 kilomètres - et un noyau de 1700 kilomètres de rayon. Aucun champ magnétique n'a été décelé par les magnétomètres placés à bord des sondes orbitales ; le noyau contiendrait peu de nickel et de fer, ou serait animé de mouvements trop lents pour pouvoir engendrer un effet dynamo.
A l'instar de la Terre et de Vénus, Mars possède une atmosphère, très ténue cependant, composée essentiellement de dioxyde de carbone CO2 (95,32 %) et de très peu de vapeur d'eau (0,03 %).
Mars est situé à une distance moyenne de 1,524 unité astronomique du Soleil ; de ce fait, sa période de révolution autour de celui-ci est presque le double de celle de la Terre (une année martienne = 687 jours terrestres). En revanche, la période de rotation sidérale de Mars (24 h 37 min 23 s) est très proche de celle de notre planète.
L'orbite de Mars est fortement elliptique, et sa forte excentricité (0,093 contre 0,017 pour la Terre) entraîne d'importantes différences dans la durée des saisons (le printemps et l'été sont beaucoup plus longs dans l'hémisphère Nord que dans l'hémisphère Sud). Mais les différences saisonnières de température, provoquées par l'inclinaison de 24° de l'axe de rotation de la planète sur le plan de son orbite, varient inversement. En raison de l'éloignement de la planète par rapport au Soleil, les températures de surface sont beaucoup plus basses que sur la Terre, et varient en moyenne entre -133 °C et +17 °C.
Pendant l'été dans l'hémisphère Sud, Mars est plus proche du Soleil de 20 % environ que pendant la même saison dans l'hémisphère Nord. Il s'ensuit une augmentation de l'insolation d'environ 45 % qui produit une élévation sensible (30 °C) des températures en été dans l'hémisphère Sud par rapport à celles de l'hémisphère Nord à la même saison.
Ces variations des températures saisonnières ont d'importantes conséquences sur les échanges entre l'atmosphère et la surface martiennes, en particulier au niveau des pôles. Les mouvements lents de précession de l'axe de rotation de la planète et de l'axe de son orbite, ainsi que les variations de l'excentricité et de l'inclinaison du plan de l'orbite et les oscillations de l'axe de rotation, entraînent à long terme des modifications dans les régimes climatiques des deux hémisphères.
Ainsi, les mouvements de précession provoquent tous les 25.000 ans un changement d'orientation des pôles par rapport au Soleil et, par conséquent, une inversion des régimes climatiques entre les deux hémisphères.
SATELLITES DE MARS

Mars possède deux satellites naturels : Phobos (du grec terreur) et Deimos (panique). Ces deux corps, très petits, très sombres et très proches de la planète, sont donc très difficiles à observer depuis la Terre (ils n'ont été découverts qu'en 1877, par Asaph Hall). Ils tournent autour de Mars dans le sens direct, sur des orbites circulaires situées dans le plan équatorial de la planète, et sont en rotation synchrone avec celle-ci, c'est-à-dire que leurs périodes de rotation sur eux-mêmes sont égales à leurs périodes de révolution autour de la planète ; de ce fait, ils présentent toujours la même face vers Mars, et leur grand axe pointe vers celui-ci. Ces deux corps de forme irrégulière ont, en première approximation, la forme.
ATMOSPHERE DE MARS

Les deux différences principales entre l'atmosphère de Mars et celle de la Terre sont la très faible masse de l'atmosphère martienne, essentiellement constituée de dioxyde de carbone CO2 (la pression au sol est de 6 hectopascals environ, pour une valeur terrestre de 1,013 hectopascals) et sa température moyenne, nettement plus froide (-50 °C), due au fait que Mars est plus éloigné du Soleil que la Terre. La pression est trop faible pour que l'eau puisse exister à l'état liquide et, le climat étant dans l'ensemble froid, la plus grande partie de la vapeur d'eau se trouve sous forme de glace dans l'atmosphère (cirrus, brumes givrantes) ou le sol (calottes polaires). Durant l'année martienne, environ 20 % du dioxyde de carbone atmosphérique se condense alternativement sur chacun des pôles, entraînant une variation annuelle sensible de la pression.
La faible masse atmosphérique se traduit par des fluctuations diurnes de température très élevées (supérieures à 50 °C). Comme la Terre, Mars possède une atmosphère transparente à la plus grande partie du rayonnement solaire ; elle est donc essentiellement chauffée par sa base. L'inclinaison de l'axe de rotation de Mars par rapport au plan de son orbite ainsi que la durée du jour martien étant très proches des valeurs terrestres, il en résulte le même type de système global de circulation atmosphérique, avec des vents alizés dans la zone intertropicale et un système de hautes et basses pressions aux latitudes moyennes.
L'absence d'océans - ceux-ci jouant sur la Terre le rôle de régulateur thermique - se traduit par un plus fort contraste saisonnier de température, donc de vents. De violentes tempêtes prennent naissance au printemps en bordure de la calotte polaire sud, soulevant dans l'atmosphère de grandes quantités de poussières qui peuvent s'étendre, dans un stade ultime, à la totalité de la planète. Une partie de ces poussières est précipitée dans les calottes polaires durant les périodes de condensation du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. La dynamique de l'atmosphère martienne est donc dominée par une forte interaction sol-atmosphère à travers les cycles du dioxyde de carbone, de l'eau et de la poussière.
MORPHOLOGIE ET TOPOGRAPHIE DE MARS

La surface de Mars est caractérisée, d'une part, par une assez grande diversité de formes de relief (cratères de météorites, volcans géants, canyons profonds, immenses réseaux de vallées fluviatiles, champs de dunes, importants systèmes de failles, calottes glaciaires aux pôles), d'autre part, par une dissymétrie morphologique et topographique majeure entre les hémisphères Nord et Sud.
La dissymétrie hémisphérique se manifeste de part et d'autre d'un grand cercle incliné de 35° sur l'équateur. Du point de vue morphologique, cette dissymétrie est marquée par la présence de nombreux cratères de météorites qui font ressembler l'hémisphère Sud de la planète aux « terres » lunaires, et par celle de plaines peu cratérisées au nord.
Du point de vue topographique, cette dissymétrie se manifeste par une différence d'altitude pouvant atteindre de 2 à 3 kilomètres, les plaines de l'hémisphère Nord étant sensiblement plus basses que les terrains très cratérisés de l'hémisphère Sud. L'origine de cette dissymétrie est encore inexpliquée ; elle pourrait correspondre à une limite structurale ou à une limite d'érosion.
La région la plus élevée est celle du dôme de Tharsis, sur lequel sont situés trois volcans géants culminant en moyenne à 26 kilomètres d'altitude. Cette région correspond à un bombement de 6 kilomètres de hauteur environ, et de l'ordre de 5000 kilomètres de diamètre.
Comparée à ce que nous connaissons sur la Terre, cette région de la planète Mars a la taille d'un continent. Une autre région, Elysium Planitia, domine de 4 à 5 kilomètres les plaines environnantes. Il s'agit là aussi d'un large dôme de 1500 kilomètres de diamètre supportant également des volcans, moins importants cependant que ceux de la région de Tharsis.
Au sud de l'équateur martien, le système de canyons de Valles Marineris est constitué par des vallées profondément encaissées (6 km de profondeur moyenne) qui s'étendent d'est en ouest sur plus de 5 000 kilomètres de longueur.
VOLCANISME DE MARS

En dehors des grands épanchements volcaniques qui recouvrent la plus grande partie des plaines de l'hémisphère Nord, les deux principales concentrations volcaniques de la planète se situent dans la région du dôme de Tharsis et dans celle d'Elysium Planitia.
Le dôme de Tharsis supporte les édifices volcaniques parmi les plus importants de Mars, la chaîne des Tharsis Montes et le volcan géant Olympus Mons.
Les édifices des Tharsis Montes atteignent à leurs bases des diamètres de 350 à 400 kilomètres ; le volcan Olympus Mons, situé à 1600 kilomètres au nord-ouest du dôme de Tharsis, a un diamètre de 550 kilomètres. Leur altitude moyenne varie entre 24 et 27 kilomètres et leurs sommets sont occupés par des caldeiras de grande taille qui peuvent atteindre de 110 à 220 kilomètres de diamètre et de 3 à 4 kilomètres de profondeur. Ces volcans présentent la morphologie caractéristique des volcans "boucliers", c'est-à-dire de grands cônes à pentes douces, semblables aux volcans hawaiiens sur la Terre. Ils sont aussi caractérisés par la relative "jeunesse" (quelques centaines de millions d'années) de leurs surfaces.
CARACTERISTIQUES DE MARS

Caractéristiques physiques
Masse (kg) 6,421 23
Volume (km3) 1,639 11
Superficie totale (m2) 1,44 14
Rayon équatorial (km) 3397,2
Rayon polaire (km) 3375
Rayon volumétrique moyen (km) 3390
Rayon du noyau (km) 1700
Ellipse polaire 0,00648
Densité moyenne (gm/cm3) 3,933
Constante de gravitation moyenne et surface (m/s2) 3,69
Vitesse de libération (km/s) 5,03
Albedo 0,15
Magnitude visuelle V(1,0) -1,52
Irradiation solaire au sol (W/m2) 589,2
Pression atmosphérique (bars) 0,007
Orbite
Grand axe (106 km) 227,92
Période orbitale sidérale (jours) 686,980
Période orbitale tropique (jours) (days) 686,973
Périhélie (106 km) 206,62
Aphélie (106 km) 249,23
Distance moyenne au Soleil (km) 227.940.000
Distance moyenne au Soleil (Terre = 1) 1,5237
Distance minimale à la Terre (106 km) 54,5
Distance maximale à la Terre (106 km) 401,3
Période orbitale synodique (jours) 779,94
Durée de rotation (jours) 1,025957
Atmosphère
Pression en surface (mb) 6,1
Densité de l'atmosphère en surface (kg/m3) 0,20
Poids moyen moléculaire (g/mole) 43,34
Température
Température minimale en surface (°C) -140
Température moyenne en surface (°C) -63
Température maximale en surface (°C) -20
Composition de l'atmosphère
Dioxyde de carbone (C02) 95,32%
Nitrogène (N2) 2,7%
Argon (Ar) 1,6%
Oxygène (O2) 0,13%
Monoxyde de carbone (CO) 0,07%
Eau (H2O) 0,03%
Néon (Ne) 0,00025%
Krypton (Kr) 0,00003%
Xénon (Xe) 0,000008%
Ozone (O3) 0,000003%