Les planètes telluriques des destins divergents
Une diversité qui suggère de nombreuses formes possibles d’exoTerres… si celles-ci existent:
Les quatre planètes du système solaire interne se caractérisent, elles aussi, par une extrême diversité. Situées en deçà de la ligne des glaces, elles ont bénéficié, pour leur formation, d’une quantité de matière limitée aux matériaux réfractaires ; leur phase d’accrétion a donc dû être plus longue que dans le cas des planètes géantes. Les modèles de simulation numérique prévoient la formation, en quelques dizaines, voire en une centaine de millions d’années, d’embryons rocheux d’une masse inférieure ou comparable à celle de la Terre. Mercure, la planète la plus proche du Soleil, est trop petite et trop chaude pour garder une atmosphère stable : même les gaz relativement lourds comme le gaz carbonique ont une vitesse d’agitation thermique suffisante pour échapper à son champ de gravité. Dans le cas des trois autres planètes telluriques, les apports météoritiques, provenant de petits fragments interplanétaires, astéroïdes et comètes, ont sans doute contribué à la formation de leur atmosphère.
Au départ, les atmosphères de Vénus, de la Terre et de Mars ont dû avoir globalement la même composition : gaz carbonique, eau, azote moléculaire. Leur évolution, en revanche, a été radicalement divergente. La pression au sol de Vénus est aujourd’hui cent fois celle de la Terre, et celle de Mars moins du centième de celle-ci! La température de surface de Vénus est anormalement élevée (730 K), bien au-delà de ce que l’on attendrait, compte tenu de sa distance au Soleil. Enfin, si l’atmosphère de Vénus et de Mars est bien constituée de CO2, avec une petite contribution de N2, celle de la Terre, constituée d’azote et d’oxygène moléculaires, est radicalement différente…
Comment expliquer toutes ces évolutions? Une molécule, l’eau, en est vraisemblablement responsable: elle s’est trouvée dans des états différents en fonction de la distance au Soleil des trois planètes. Sous forme de gaz sur Vénus, elle a contribué, avec le gaz carbonique, à alimenter un effet de serre qui s’est amplifié peu à peu, sans qu’il existe de mécanisme susceptible de le freiner. Sur la Terre, en revanche, la température était telle que l’eau était présente sous forme liquide. Le gaz carbonique a alors été piégé dans les océans sous forme de carbonate de calcium ; en conséquence, l’effet de serre est resté modéré, et la température de surface relativement constante tout au long de l’histoire de la Terre. C’est au développement de la vie, sans doute apparue au fond des océans, que l’on doit l’augmentation progressive de l’oxygène dans l’atmosphère terrestre.
Quant à la planète Mars, sensiblement moins massive et plus froide que ses deux sœurs, elle n’a pas bénéficié d’une énergie interne suffisante pour produire une atmosphère massive, ni pour entretenir un effet de serre important. L’atmosphère, sans doute plus dense qu’aujourd’hui à l’origine, s’est peu à peu refroidie et raréfiée, et l’eau y est présente sous forme de glace ou de pergélisol. Il apparaît toutefois très probable que l’eau ait coulé sur Mars au début de son histoire. Qui sait, peut-être la vie y est-t-elle apparue…
Vidéo : Les planètes telluriques des destins divergents
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