L'arrivée du robot Perseverance sur le sol martien nous permet de profiter de superbes images de la planète rouge. L'occasion de se pencher sur les conditions climatiques qui règnent sur Mars.

Les superbes images de Perseverance

Photo du rover Perseverance peu avant son atterrissage sur Mars le 18 février 2021 - via NASA

C'est un événement qui ne vous aura sans doute pas échappé : le robot mobile Perseverance est arrivé sur la planète Mars le jeudi 18 février 2021, après un long voyage effectué depuis l'été dernier. La NASA a dévoilé les images de son atterrissage, montrant le soulèvement de la poussière martienne avant que ce dernier ne se touche le sol.

La première photo en couleur du sol de Mars par les caméras de Perseverance - via NASA

Panorama sur Mars réalisé à partir de deux photos de Perseverance - via NASA

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Perseverance doit prélever une quarantaine d'échantillons de roches dans des tubes, qu'une future mission spatiale doit récupérer pour qu'ils soient rapportés sur Terre (au plus tôt en 2031). Le but étant de prouver que la vie sur Mars a existé dans un passé lointain. On estime qu'il y a trois milliards d'années, la planète rouge était recouverte de rivières et de lacs.

Les saisons sur Mars

Schéma des saisons sur la planète Mars (sur l'hémisphère nord) - via nirgal.net

Comme sur Terre, il existe des saisons sur Mars. Puisque la planète met 687 jours à faire le tour du Soleil, les saisons sont forcément plus longues que celles que nous connaissons. Elles sont aussi inégales en durée car l'orbite de Mars est excentrique et la planète ne se déplace pas à la même vitesse selon les périodes de l'année (plus elle est proche du Soleil, plus sa vitesse s'accélère).

Ainsi, dans l'hémisphère nord de Mars, le printemps dure 194 jours tandis que l'automne ne dure que 143 jours. L'été, quant à lui, dure 178 jours et l'hiver 154 jours. Dans l'hémisphère sud, les saisons sont inversées. L'hémisphère nord martien connaît un hiver court et "doux" alors qu'il est long et froid dans l'hémisphère sud - où l'été est plus court mais plus chaud que dans l'hémisphère nord.

La température sur Mars

Températures mesurées pendant 3 années terrestres vers l'équateur martien - via NASA

Sur Terre, il faut savoir que la température moyenne annuelle à échelle planétaire est d'environ +15°C. Sur Mars, la donne n'est pas tout à fait la même puisque la moyenne plonge à -63°C. La planète rouge est sensiblement plus froide que la planète bleue, à cause de son éloignement plus important du Soleil mais aussi de son atmosphère nettement plus ténue que la nôtre, ce qui induit un effet de serre très faible.

Les variations thermiques sont toutefois importantes. La température au sol peut descendre ponctuellement sous la barre des -140°C en hiver au niveau des pôles mais elle peut atteindre +27°C l'été près de l'équateur. Contrairement à la Terre, il n'existe quasiment pas d'inertie capable de stocker la chaleur diurne, ce qui donne des variations thermiques extrêmes entre le jour et la nuit !

Le graphique ci-dessus montre les mesures de températures réalisées par un rover de la NASA à proximité de l'équateur de Mars entre 2004 et 2007. En plein été, il peut faire moins de -80°C la nuit et plus de +20°C le jour ! Durant l'hiver, la température peut descendre sous les -100°C la nuit et reste négative en journée.

Les différentes zones climatiques de la planète Mars - via Wikipédia

• A = climat glacial avec couche permanente de glace au sol
• B = climat polaire couvert par du givre l'hiver, se sublimant l'été
• C = climat de transition
• D = climat tropical classique
• E = climat tropical à faible albédo
• F = climat des plaines subpolaires (bassins)
• G = climat des plaines tropicales (chasmata)
• H = climat des montagnes subtropicales

Comme sur Terre, il existe différentes zones climatiques sur la planète Mars. Les latitudes proches de l'équateur sont logiquement les plus chaudes, même si un climat "tropical" sur Mars induit des températures nocturnes glaciales comme nous venons de le voir plus haut. Plus on s'approche des pôles et plus les températures sont basses. Les zones en vert sur la carte ci-dessus sont celles qui se recouvrent de givre en hiver et les zones en bleu sont recouvertes en permanence par la glace.

Il existe - comme sur notre planète bleue - des variations locales que l'on pourrait assimiler à des micro-climats. C'est notamment le cas de certains cratères ou chasmata (larges canyons) qui reçoivent moins de rayonnement solaire en raison de l'ombre de leurs pentes.

Les calottes glaciaires de Mars

La planète Mars en couleurs réelles avec ses calottes glaciaires bien visibles - via ESA

Comme la Terre, la planète rouge est recouverte de calottes glaciaires aux deux pôles - ce qui n'est pas surprenant compte tenu des températures pouvant descendre à des niveaux très bas. Toutefois, une différence majeure est à souligner par rapport à notre planète. Sur Mars, il s'agit majoritairement d'une glace sèche composée de dioxyde de carbone. Ce CO2 - qui représente près de 96% de l'atmosphère martienne - passe de l'état gazeux à l'état solide en dessous de -125°C.

Évolution de la calotte polaire Nord entre la fin de l'hiver martien et l'été martien - via NASA

En moyenne, la température au pôle Nord de Mars est de -120°C l'hiver et -50°C l'été. Au pôle Sud, elle est de -130°C l'hiver et -100°C l'été. C'est donc en toute logique que la superficie des calottes glaciaires de la planète rouge évolue au cours de l'année. Dans l'hémisphère nord, la glace s'étend jusqu'à 60°N à la fin de l'hiver. Elle n'est plus présente qu'à partir de 70°N trois mois plus tard tandis qu'à l'été, elle ne forme plus qu'un simple anneau au niveau du pôle. Notons que la calotte du pôle sud est plus importante (car les températures y sont plus basses en raison de l'inclinaison de l'axe de rotation de la planète qui est de 25°).

Les tempêtes sur Mars

Mars avant et après la tempête planétaire de 2001 - via NASA

Vers la fin du printemps austral, lorsque Mars est au plus près du Soleil, des tempêtes peuvent apparaître. Comme la pression atmosphérique sur Mars n'est que le centième de la pression terrestre, ces tempêtes peuvent devenir planétaires et durer plusieurs mois comme ce fut le cas en 1971, 1973, 1977, 1982 ou encore en 2001 (la dernière date de mai 2018). La poussière est alors soulevée et rend la surface de Mars quasiment invisible !

Lors de certaines tempêtes martiennes, les vents peuvent atteindre voire dépasser les 100 km/h. Ces violentes rafales sont alors susceptibles de souffler durant de longues semaines, si bien que les importantes quantités de poussière qu'elles soulèvent peuvent faire baisser la température moyenne en surface de 4°C en filtrant une partie des rayons du Soleil.