Des couvertures en silice pourraient rendre Mars habitable

Des couvertures en silice pourraient rendre Mars habitable
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Transformer Mars en un monde propice à la vie n’est pas forcément un effort herculéen à l’échelle de la planète.

Selon une nouvelle étude, l’humanité pourrait rendre les zones de la planète rouge habitables de manière relativement peu coûteuse et efficace en plaçant de fines couches d’aérogel de silice sur ou au-dessus de la surface martienne. L'aérogel isolant réchaufferait suffisamment le sol pour faire fondre la glace d'eau et bloquerait également les rayons ultraviolets (UV) nocifs, créant potentiellement un environnement propice à la vie des plantes et à la vie photosynthétique.

Et nous pourrions commencer à le faire assez rapidement, ont déclaré les membres de l'équipe d'étude.

«Nous voulions penser à quelque chose qui serait réalisable sur une échelle de temps décennale plutôt que quelque chose qui serait dans des siècles – ou peut-être jamais, en fonction des capacités humaines», l'auteur principal, Robin Wordsworth, professeur agrégé de sciences et d'ingénierie de l'environnement à Harvard Université, a déclaré Space.com.

La surface martienne était éminemment habitable dans le passé, avec ses lacs, ses rivières et même un immense océan. Mais les choses ont radicalement changé après la perte de son champ magnétique mondial il y a environ 4 milliards d'années.

Les particules chargées du soleil ont commencé à dépouiller l’atmosphère jadis épaisse de Mars, pour la réduire à un mince éclat qui ne peut pas retenir beaucoup de chaleur ni les rayons UV. La surface est alors devenue extrêmement froide et sèche, laissant les aquifères souterrains comme les seules demeures potentielles pour une vie proche de la Terre. (Et certains chercheurs pensent qu’il ya une chance que le sous-sol martien soutienne la vie microbienne aujourd’hui.)

De nombreuses discussions sur la nécessité de rendre la surface martienne plus hospitalière se concentrent sur la restauration de cette atmosphère dans son ancienne gloire, en la renforçant notamment en vaporisant d'énormes quantités de glace à l'eau et de dioxyde de carbone gelé. Mais de tels efforts de "terraformation" seraient extrêmement difficiles, coûteux et prenaient du temps, comme le mentionnait Wordsworth ci-dessus.

Lui et ses collègues ont peut-être trouvé un autre chemin. Ils ont été inspirés par des observations de taches noires dans les calottes glaciaires en dioxyde de carbone aux pôles martiens, a déclaré Wordsworth. On pense que ces taches résultent d'un «effet de serre à l'état solide»: la lumière du soleil est absorbée par l'intérieur et réchauffe l'intérieur de la neige et de la glace translucides, ce qui fait fondre la matière.

Wordsworth et son équipe ont cherché à obtenir un effet similaire avec les aérogels de silice, composés d’agrégats de silice connectés en réseaux à l’échelle nanométrique. Ce matériau, qui contient plus de 97% d'air en volume, est largement utilisé comme isolant sur Terre et au-delà. Les aérogels de silice sont des caractéristiques communes des bâtiments à chauffage passif, par exemple, et de minces couches de ce matériau ont permis de maintenir au chaud les rovers Spirit et Opportunity Mars de la NASA pendant les nuits glaciales de Red Planet.

Les chercheurs ont soumis les aérogels de silice aux conditions martiennes en laboratoire, frappant le matériau avec la même quantité d’énergie solaire atteignant la surface de la planète rouge. Ils ont découvert qu'une couche d'aérogel de seulement 2 à 3 centimètres d'épaisseur pouvait faire monter la température du sol en dessous de 50 degrés Celsius (90 degrés Fahrenheit). C’est suffisant pour faire fondre et maintenir la glace sous la surface, jusqu’à une profondeur de plusieurs mètres toute l’année sur Mars. Et les aérogels de silice bloquent les rayons ultraviolets, de sorte qu’ils protègent également les radiations nocives des objets se trouvant sous eux, ont déclaré les membres de l’équipe.

L’aérogel pourrait être placé directement sur la surface de la planète, en pavant la terre rouge comme des carreaux. Ou bien il pourrait être utilisé pour construire des serres, qui pourraient accueillir des cultures vivrières et d'autres plantes, a déclaré Wordsworth.

"En l'étalant sur une surface plus grande, l'effet de serre à l'état solide serait plus efficace, car la quantité proportionnelle de chaleur émise par les côtés serait moindre, mais vous pourriez toujours obtenir un réchauffement substantiel dans une serre", a déclaré Wordsworth à Space.com via email. "Que vous placiez la couche sur ou au-dessus de la surface n'a pas une grande influence sur la physique de base de l'effet."

Cette stratégie pourrait probablement être utilisée sur une large bande de Mars, ont indiqué les chercheurs. Quasiment n'importe où entre 45 degrés de latitude nord et 45 degrés de latitude sud aurait suffisamment de soleil pour produire un réchauffement substantiel. Et il y a beaucoup de zones dans cette immense bande de moyenne latitude qui ont une glace en eau proche de la surface abondante et des vents fiables (pour chasser la poussière bloquant la lumière de l'aérogel).

La nouvelle étude, publiée en ligne aujourd'hui (15 juillet) dans la revue Nature Astronomy, n'est qu'un premier pas, a déclaré Wordsworth. Si tout se déroule comme prévu, la deuxième étape consistera à tester la technique de l’aérogel dans une région analogue à Mars, telle que l’Arctique ou le désert d’Atacama au Chili.

Il y aurait des défis supplémentaires à relever même si ces essais sur le terrain se déroulaient bien. Par exemple, comment exactement une mission déploierait-elle l'aérogel de silice sur Mars? Les produits seraient-ils transportés de la Terre (ce qui ne coûterait pas très cher, étant donné que les aérogels de silice sont extrêmement légers et disponibles dans le commerce) ou fabriqués sur la planète rouge à partir de matériaux disponibles localement?

Wordsworth et son équipe n'ont pas abordé de tels problèmes d'ingénierie. Mais, a-t-il dit, l'équipe ne voit pas d'obstacles à ce stade.

Il existe également des considérations éthiques importantes. Par exemple, est-il juste que l'humanité emmène des organismes de la Terre sur une autre planète, en particulier une planète qui a peut-être eu sa propre biosphère dans le passé – et peut-être même en avoir une aujourd'hui?

Mais les chercheurs et les planificateurs de mission débattent de ces questions de protection planétaire depuis des années. Et la conversation ne fera que s'intensifier avec la quête des astronautes et de leurs milliards de microbes faisant de l'auto-stop sur la surface de la planète Martienne, du rêve de la science-fiction à la réalité.

L'idée de l'aérogel devrait être moins controversée qu'un effort de terraformation à l'échelle de la planète, a déclaré Wordsworth.

"Je pense que l'avantage de l'approche locale et évolutive, par opposition à la modification globale de l'atmosphère, est que vous pouvez étudier la région dans laquelle vous prévoyez de l'essayer à l'avance", a-t-il déclaré à Space.com. "Et c’est réversible."

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