Habiter sur Mars?

Habiter sur Mars?
Véronique Dehant
Observatoire Royal de Belgique
ROB
Crédit NASA
Neptune
Saturne
Astéroïdes
Jupiter
Mars
Terre
Venus
Mercure
Pluton
Uranus
Définition de l’habitabilité :
Ensemble des conditions nécessaires et
suffisantes pour qu’une vie active puisse
exister, même si elle n’existe pas.
= Mesure de la capacité d’un corps
astronomique (planète ou satellite) de
développer et d’accueillir la vie. (Wikipédia)
La Vie terrestre :
Seul exemple de vie connu à ce jour !
Conditions pour l’habitabilité :
Source d’énergie (solaire, volcanique, énergie
de marée, radioactivité naturelle…)
Nécessité d’avoir la possibilité d’entropie
Eau liquide stable
Milieu aqueux en tous les cas (nécessité de
ne pas être solide)
C, H, N, O, P, S, acides aminées…nutriments
Carbone est le premier constituent nécessaire
pour les matériaux organiques
Critères terrestres pour l’habitabilité :
Champ magnétique
Tectonique des plaques
Volcanisme
Atmosphère
Eau liquide
Gravité
Cycle du carbone
Satellite : Lune
Impacts
Conditions, états physiques de l’eau H2O
En fonction de la température et de la pression
Pression
atmosphérique
sur Venus
Pression
atmosphérique
terrestre
Pression
atmosphérique
sur Mars
-200
Pression
atmosphérique
sur Mercure
0 0.01
100
200
Eau et présence d’eau liquide
Masse de l’étoile relativement à celle du Soleil
Zone d’habitabilité
Zone habitable
Terre
Rayon de l’orbite relativement à celui de l’orbite de la Terre
Sources: http://www.astrobio.net/pressrelease/3157/tidal-habitable-zone
Planètes
Planètes telluriques
Lunes du système solaire
Que connait-on de
Mars?
Météorite
Martienne ALH 84001
(âge 4.5
milliards
d’années,
nodules de
carbonate à
4 milliards
d’années)
Copyright NASA
1996: une équipe de la NASA : structures ressemblant
à des bactéries fossiles, nanocristaux similaires à
ceux fabriqués par les bactéries
David McKay et al.,
Johnson Space Center
ALH 84001: nanofossiles?
Copyright NASA
Ces structures découvertes
dans la météorite
ALH84001 rappellent
fortement les bactéries
terrestres mais elles sont
jusqu'à 100 fois plus
petites, nanobactéries
0.1 µm
Cela pourrait être des
bactéries vivant par
exemple dans des
roches de la croûte
terrestre, enfouies à
plusieurs kilomètres
de profondeur.
0.2 m
Source: http://www.nirgal.net/alh84001.html
David McKay et al.,
Johnson Space Center
ALH 84001: nanofossiles?
Copyright NASA
0.1 µm
Cela pourrait être des
excroissances
cristallines situées à la
surface des carbonates
ou des minéraux (ex:
petits cristaux de
magnétite …)
Ces structures découvertes
dans la météorite
ALH84001 rappellent
fortement les bactéries
terrestres mais elles sont
jusqu'à 100 fois plus
petites, nanobactéries
0.5 µm
Crédit photos : University of
Queensland, Australie
Bactéries… Nanobactéries
Crédit photos : Department of Geological Sciences, University of Austin, Texas
D’où vient notre
connaissance de Mars?
Exploration spatiale
Mars Global
Suveyor 1997
Mars Odyssey Mars Express
Mars
2001
2003
Reconnaissance
Orbiter 2005
Mars Exploration Rovers
Spirit & Opportunity
2003
Crédit NASA
Phoenix 2007
Mars
Atmosphere
and Volatile
EvolutioN
(MAVEN)
2013
Mars Science Laboratory (MSL)
2011
Que connait-on de
Mars? Propriétés
générales de Mars?
Solstice
Eté pour Hem. Sud
Hivers pour Hem. Nord
Equinoxe
Printemps pour Hem. Sud
Automne pour Hem. Nord
Equinoxe
Automne pour Hem. Sud
Printemps pour Hem. Nord
Solstice
Hivers pour Hem. Sud
Eté pour Hem. Nord
Source: http://www.universetoday.com
Comme la Terre, Mars est inclinée sur son axe et subit ainsi des
changements de saisons dans son orbite autour du Soleil. Une
année martienne est environ 687 jours de la Terre de long.
Image de Mars Global Surveyor-NASA
L’atmosphère de Mars est mince mais elle existe
Image © NASA
Phobos
Deimos
(18km x 22 x 28) (10km x 12 x 16)
7h39m,9400km 30h18m,23500km
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Image de HiRISE sur MRO-NASA
Intérieur de Mars
Croute de densité variable
~100 km dans l’Hém. Nord
30 km dans l’Hém. Sud
Manteau convectif
Noyau liquide
Graine solide?
Transition de
phase vers la
pérovskite?
Crédit NASA
Topographie de Mars
© NASA
Laser MOLA sur Mars Global Surveyor-NASA
Topographie de Mars (-8 à 27 km altitude)
BLEU : ALTITUDES BASSES, ROUGE : HAUTES ALTITUDES
© NASA
Laser MOLA sur Mars Global Surveyor-NASA
Tharsis et
ses volcans :
Olympus,
Ascraeus,
Pavonis,
Arsia
© NASA
Laser MOLA sur Mars Global Surveyor-NASA
Olympus Mons
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
From Kiefer, 2003,
MAPS 39, 18151832
Crédit photo : G. Dawidowicz; au départ d’une image de MarsExpress
N
50km
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Champ Magnétique
Terre: Champ global
géodynamo
Crédit NASA, M. Acuña, J. Connerney,
C. Meaney
© NASA
Mars:
Pas de champ global
Petits champs locaux
= trace d’un ancien champ global
Mesures de Mars Global SurveyorNASA
Magnétisme rémanent sur Mars
Mesures de Mars Global Surveyor-NASA
Le visage
Image prise par Viking
Mission to
Mars
B. de
Palma
© NASA
Le visage
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Expression de
la présence
d’eau en
surface
Maja Valles.
Athabasca Vallis
ilots à profilage
hydrodynamique
Credit: NASA/JPL/ASU
Image de MOC sur Mars Global Surveyor
Des inondations énormes ont sculpté le relief et produit
ces traces en forme de gouttes au sud du volcan Elysium.
Image de MOC sur Mars
Global Surveyor
Traces de deltas de rivières et
méandres
Expression
de la
présence
d’eau en
surface
Méandre
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Expression
de la
présence
d’eau en
surface
Lits de rivière
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Crédit: NASA/JPL/ASU
Nanedi Valles
Image prise par Viking
Image de MOC sur
Mars Global Surveyor
Nanedi Valles
Système de valées sur Mars
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
500 à 800m de large; Profondeur 500m
Delta dans Xanthe Terra
HRSC
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Courtesy R. Jauchman, crédit DLR
Larges écoulements
N
5 km
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
N
5 km
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
N
5 km
mage de HRSC sur MarsExpress-ESA
N
5 km
mage de HRSC sur MarsExpress-ESA
N
5 km
mage de HRSC sur MarsExpress-ESA
N
5 km
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Coprates Chasma, un important creux dans le système de
canyons de Valles Marineris, allant de quelques km à 22 km de
large et jusqu'à 5 km de profondeur.
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Ces structures
d’effondrements ont une
profondeur variant entre 2.5
et 3 km, ce qui est de loin
inférieur à la profondeur de
la vallée principale de 8 km
Coprates Catena est une chaîne
de structures d’effondrements,
qui courent parallèlement à la
vallée principale de Chasma
Coprates.
Expression en surface de
présence d’eau souterraine
Dao und Niger Valles
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Image prise par Viking
Image de MOC sur Mars Global Surveyor
Image de MOC sur Mars Global Surveyor
NASA MRO-HiRISE image
Ces ravines se terminent par des tabliers de débris.
La matière
blanche située
seulement
dans la partie
supérieure de
la tranchée est
de la glace
Image du SSI (Surface Stereo Imager) de l’atterrisseur
Phoenix-NASA
Cratère contenant de la glace d’eau
Il y a une
différence de
hauteur de 200m
entre le plancher
du cratère et la
surface de ce
matériau brillant,
qui est de la
glace d'eau.
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Le cratère a 35km de large et une profondeur maximale de 2km.
La tache circulaire de matériel lumineux situé au centre du cratère
est la glace d'eau résiduelle.
Examples de présence d’eau dans le
passé
Glace d’eau
Image de HRSC sur MarsExpress-ESA
Histoire climatique de Mars d’après Bibring
Phyllosien
Theiikien
Sidérikien
Noachien
Hespérien
Mars humide
-4,6
Ma
-3,8
Ma
Bombardement tardif Extinction
du champ
LHB
magnétique
Amazonien
Mars sec
-3,5
Ma
Volcanisme
-1,8
Ma
Lié à l’évolution de l’intérieur de
Mars
Liée à l’évolution de l’intérieur de Mars
Et son effet sur l’atmosphère de Mars
Mars habitable au tout début
de la vie des planètes et du
système solaire.
Merci de votre attention!
Crédit NASA
Site de Pathfinder
Crédit NASA
Remerciements:
Observatoire royal de Belgique
Politique scientifique fédérale
Académie royale de Belgique
Université catholique de Louvain
Fonds national de la Recherche scientifique
PRODEX (PROgramme de Développement d'EXpériences scientifiques)
Groupe de Contact «Astrobiologie: des étoiles et planètes à la vie extrême»
Groupe de travail Planet TOPERS
Mon équipe
Mes collègues belges et étrangers
Et vous tous qui de près ou de loin avez contribué à ma passion et à la
réalisation de ma passion