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Actuellement, la température (moyenne de -50°C) et la pression (0,6%
de la pression terrestre) sur Mars ne permettent pas à l'eau liquide
d'exister en surface, mais seulement sous la forme la vapeur et
de glace. Toutefois, il existe de l'eau (H2O) dans trois réservoirs
superficiels : l'atmosphère, les calottes polaires, et le premier
mètre du sol. Il existe d'intenses échanges diurnes et/ou saisonniers
entre ces trois réservoirs, dont des sondes en orbite autour de
la planète on par le passé confirmé l'existence.
L'atmosphère
Mars possède une atmosphère ténue. La pression moyenne y est de
600 Pa (Terre 101300 Pa) et varie avec l'altitude (plus forte dans
les basses plaines du nord), avec les conditions météorologiques
locales et la saison. Elle est composée à 95,3% de CO2, un peu d'azote
et d'argon, et 0,03% d'H2O. Si toute de l'atmosphère martienne se
condensait, cela recouvrirait Mars d'une couche de glace de 12 microns
d'épaisseur. Toutefois, cette quantité de vapeur varie suivant les
saisons et les latitudes. Vu la faible pression totale, et la très
faible proportion d'H2O dans l'atmosphère, l'eau ne peut exister
que sous forme solide ou gazeuse. Même quand exceptionnellement
la température dépasse 0°C, l'eau liquide ne peut exister dans les
conditions actuelles de Mars.
Le premier mètre du sol
On sait depuis Mariner 9 (1971) qu'il y a de l'eau dans le sous-sol
profond de Mars. La sonde Mars Odyssey, en orbite depuis octobre
2001 et qui fonctionne toujours a révélé de très fortes teneurs
en H2O dans le 1er mètre le plus superficiel du sol martien (jusqu'à
60% d'H2O) dans les hautes latitudes. Le sol superficiel de Mars
(le 1er mètre) est assez sec dans les basses latitudes (environ
2% d'H2O) mais est plus proche de la glace sale que du sol glacé
dans les hautes latitudes.
Les calottes polaires
Mars possède deux calottes polaires. La calotte permanente nord
a 3 km d'épaisseur et 1000 km de diamètre et la calotte permanente
sud n'a que 400 km de diamètre, et son épaisseur est mal connue.
Ces calottes, blanches, changent de taille suivant les saisons.
A la fin de l'été, il ne reste que ce qu'on appelle les calottes
permanentes, ou résiduelles, constituées de " glaces éternelles
". Ces calottes blanches grandissent en automne et en hiver, car
elles se recouvrent et s'entourent d'une couche de givre, givre
qui se condense en automne et hiver, et qui se sublime au printemps
et en été. On parle alors de calottes transitoires ou saisonnières
qui ne correspondent qu'à une couche de givre, dont l'épaisseur
ne dépasse pas quelques centimètres.
Ces calottes permanentes ne sont pas constituées de glace pure,
mais d'une multitude de couches plus ou moins claires et sombres,
donc plus ou moins riches en poussières. L'origine de ce litage
est loin d'être compris. Les calottes transitoires, minces couches
de givre, semblent être constituées majoritairement de glace de
CO2.
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