Terraformation de Mars

Comment "terraformer" une planète ?

Constuire une première base permanente sur Mars ne semble pas trop ardu. De nombreux projets sont étudié depuis 1981. On se pose près d'un endroit où il y a de la glace ou de l'eau à faible profondeur ; on assemble les modules qui constitueront le "noyau" de la base. Ensuite, on installe des systèmes de recyclage de l'air, de l'eau et des déchets, alimentés en énergie par des panneaux solaires. Mars ne recevant que 30 à 40 % de l'énergie solaire reçue par la Terre, il faudra en poser sur de vastes étendues. Les colons pourront également utiliser ces panneaux pour la production de nourriture : en effet, il est prévu de faire pousser des plantes par culture hydroponique sous serres. Ces techniques de production végétale sont déjà bien maîtrisées : elles ont un rendement parfois quatre fois supérieur à celui des méthodes traditionnelles, mais sont aussi beaucoup plus " gourmande " en énergie.

D'autres structures, gonflables, pourront servir d'habitat. En fait, aucune révolution technologique n'est vraiment nécessaire pour s'installer sur Mars. Coloniser la planète rouge semble presque à portée de main, mais la rendre habitable est une autre affaire que certains n'hésitent plus à franchir.

Chris McKay, cofondateur des conférences The Case for Mars en 1980 et célèbre exobiologiste (spécialiste de la vie dans l'Univers) de la NASA, travaille d'arrache-pied au centre de recherches Ames de la NASA, à Mountain View, en Californie, sur les possibilités de coloniser Mars. Il ne capitule pas : pour lui, la colonisation de Mars ne s'arrête pas aux simples objectifs scientifiques. Comme d'autres chercheurs, il étudie l'étape suivante de la colonisation : la "terraformation" de la planète rouge. Il s'agit de recréer un environnement semblable en tout point à celui de la Terre. Mars deviendrait ainsi une petite "planète bleue", avec des océans et des continents abritant une flore et une faune diversifiées. Il ne faut pas oublier que la planète rouge a connu au début de son histoire des conditions climatiques semblables à celles de la Terre. Son atmosphère était alors plus épaisse, plus dense qu'aujourd'hui et l'eau coulait librement à se surface, formant des lacs et rivières. On pense même qu'un vaste océan couvrit l'hémisphère Nord. Mais Mars s'est vite refroidie. Aujourd'hui, la pression atmosphérique n'est que de 6 mbar en moyenne à la surface, contre 1013 mbar pour la Terre au niveau des océans : l'eau ne peut plus être liquide sur Mars.

Comment faire d'un monde froid et sec une oasis foisonnant de vie ? Comment rendre à Mars sa jeunesse d'antan ? Pour certains scientifiques, on pourrait aisément créer des "niches" écologiques en creusant de profondes dépressions à la surface de la planète. Au fond de ces fosses, la pression atmosphérique serait beaucoup plus élevée qu'à la surface. Avec une pression de 20 mbar, par exemple, au lieu de 6 en moyenne, on peut déjà cultiver quelques plantes résistant au froid et au manque d'humidité comme les lichens. Des expériences menées en Russie ont montré que ces végétaux s'adaptent à une atmosphère de type martien, essentiellement composée de gaz carbonique. Seule différence avec le comportement des lichens sur la Terre, les lichens de Mars fixent l'oxygène dans leurs racines au lieu de le rejeter dans l'atmosphère. Mais comment creuser la surface de Mars ? Certains proposent de faire précipiter de gros astéroïdes, quitte à perturber l'équilibre de la planète forgé au cours de milliards d'années !

Finalement, il ne s'agit que d'interventions chirurgicale ponctuelles. La terraformation implique un changement à l'échelle de la planète tout entière. McKay  et Zubrin, le concepteur du voyage Mars Direct, pensent qu'il faudrait d'abord enclencher un "effet de serre" sur Mars pour réchauffer son atmosphère. Or, l'opération s'avère difficile sur la planète rouge, car c'est un réchauffement de 50°C qu'il faudrait obtenir pour dégeler les zones tropicales et permettre à l'eau de couler librement.

Par chance, Mars est riche en gaz carbonique. Celui-ci constitue 95,3 % de son atmosphère et il stocké, en grandes quantités, dans les glaces des pôles (surtout au pôle Sud) et les roches. C'est un gaz qui engendre un "effet de serre", car il est capable de piéger efficacement la chaleur. Les deux scientifiques imaginent alors un système tirant parti des propriétés du gaz carbonique : en réchauffant les pôles, par exemple, on libère ce gaz dans l'atmosphère martienne. Celle-ci se densifie et se réchauffe en piégeant davantage la chaleur solaire. La température de la surface monte et le gaz carbonique est produit en plus grandes quantités par les calottes polaires et le sous-sol, augmentant encore la pression et la température de l'atmosphère. En résumé, plus la planète se réchauffe, plus son atmosphère devient dense et elle se réchauffe encore. Le processus se poursuit jusqu'à l'épuisement de tout le gaz carbonique stocké dans le sol.

La quantité de gaz à effet de serre étant proportionnelle au carré de la température désirée, un réchauffement de 10°C ne nécessite que 4% des efforts requis pour obtenir un réchauffement de 50°C. Réchauffer la planète de 10°C serait un bon début, pensent les deux scientifiques, car cela permettrait de commencer à libérer le gaz carbonique piégé dans le sous-sol martien. Aux températures qui y règnent actuellement, le sol martien a pu absorber jusqu'à 20% de son poids en CO₂ en 2 ou 3 milliards d'années. En élevant un peu la température des roches, on rompt libérerait de grandes quantités de ce gaz et la pression atmosphérique s'élèverait doucement.