Régolite martien

Salut a tous !
Une petite question :)
Dans le cadre d'une terraformation de la planete, si l'on voulait puiser du CO2 dans le régolite martien, comment cela fonctionnerait il ? J'ai cherché mais aucun détail n'est donné sur la maniere de le faire.
Voila merci beaucoup !

VM a écrit:Salut a tous !
Une petite question :)
Dans le cadre d'une terraformation de la planete, si l'on voulait puiser du CO2 dans le régolite martien, comment cela fonctionnerait il ? J'ai cherché mais aucun détail n'est donné sur la maniere de le faire.
Voila merci beaucoup !

Pourquoi vouloir puiser le CO² dans le régolite alors que l'atmosphère martienne est composée majoritairement de CO²? Je ne vois pas où tu veux en venir? La Terraformation ne commence pas par injecter du CO² dans l'atmosphère mais devrait d'abord y injecter de l'eau (H²O) pour créer un cycle de l'eau avec des nuages. Mais pour cela, il faut d'abord s'assurer que cette eau ne va pas s'évaporer dans l'Espace et va bien rester dans l'atmosphère de Mars, ce qui est loin d'être évident en l'absence d'un magnétisme fort. c'est d'ailleurs pour cela probablement que l'eau n'existe plus qu'à l'état de traces dans l'atmosphère de Mars alors qu'on a la preuve que beaucoup d'eau a ruisselé et s'est évaporé depuis le sol.

Malgré que l'atmosphere soit surtout compose de CO2, on constate qu'il n'y en a pas assez pour rechauffer la planete. Donc, si l'on ajoute du CO2, la temperature et la pression augmenteront

Effectivement, il n'y a environ que 95% de CO² dans l'atmosphère martienne donc je suppose que tu déduiras toi-même qu'on ne pourra en ajouter que 5%. Ça ne risque pas de faire une grosse différence, qu'en penses-tu?
Encore une fois, s'il fait si froid sur Mars, c'est aussi parce qu'on y est une fois et demi plus loin du soleil que la Terre et que de plus, une grande partie du rayonnement solaire est absorbée par les particules de poussière en suspension (les tempêtes martiennes peuvent atteindre 400km/h donc ça soulève beaucoup de poussière). Avec un flux solaire plus faible et absorbé par les poussières, l'hiver est redoutable au point que le CO² que tu évoques gèle aux pôles de Mars en hiver. Donc, en ajouter aura pour effet d'accroitre de 5% la taille des calottes polaires qui réfléchissent encore plus le rayonnement solaire vers l'Espace.

Au contraire, s'il y pleuvait, cela aurait au moins le mérite de plaquer en partie ces particules au sol et l'eau est aussi un formidable régulateur thermique car elle emmagasine beaucoup de chaleur mais sait aussi la restituer vers l'atmosphère. En effet, le cycle de l'eau terrestre est l'une des sources essentielles de la stabilisation relatives de nos températures: dans les zones sèches comme le Sahara, on observe comme sur Mars d'énormes écarts de températures entre le jour et la nuit alors que sur la mer, l'eau réduit ces différences et est un élément plutôt tempérant (les zones dites tempérées sur terre sont d'ailleurs en général correctement arrosées par les précipitations).

Crois-moi, H²O serait bien plus utile à l'atmosphère martienne que CO² déjà présent en abondance. Le problème, c'est que la molécule d'eau est plus de deux fois plus légère que la molécule de CO² (on le constate en utilisant de la neige carbonique dont le brouillard reste plaqué au sol alors que la vapeur d'eau s'élève... aussi parce qu'elle est plus chaude bien sûr => il faut 100°C pour faire de la vapeur alors que le CO² est gazeux dès -78°C) donc elle s'échappe rapidement dans les couches hautes de l'atmosphère martienne où elle est rapidement détruite par les rayonnements non arrêtés par le magnétisme martien. Sur les corps célestes à l'atmosphère encore plus ténue telle la Lune (mais aussi probablement les astéroïdes), on trouve d'ailleurs des traces de cette dégradation car il y subsiste encore beaucoup de radicaux HO- (de l'eau dont un proton H+ s'est échappé pour aller rejoindre ses congénères qui constituent déjà plus de 85% du rayonnement cosmique).

Maintenant, si tu continues à croire que Mars a besoin de plus de CO² pour se réchauffer, je ne peux pas grand chose pour toi. :sage:

Je crois que notre ami Kostya plus que centenaire devient un peu sourd, donc je viens aider ce pauvre VM:

Tu as tout à fait raison, il peut être très intéressant d'augmenter la pression atmosphérique en sublimant tout le CO2 qui est stocké dans le régolite. Pour cela, point de miracle: encore et toujours de l'énergie. Soit en focalisant celle du soleil, soit en se servant d'autres sources de chaleur, comme les radioisotopes. Une fois l'atmosphère suffisamment chaude (>0°), on peut alors penser plus sérieusement à amener de l'eau. :)
Mais il faudrait le faire de façon continue pour que l'effet de serre commence à s'auto-entretenir, ce qui demandera clairement des énergies colossales.

Et puis n'écoute plus ce grincheux de Kostya s'il revient te répondre qu'il ne comprend pas là où tu veux en venir, c'est pourtant très clair ;)

Ne pas oublier surtout, que c'est la gravité qui est principalement responsable du fait qu'une planète retient bien (ou mal) son atmosphère.

http://media4.obspm.fr/public/AMC/pages_atmospheres-planetaires/bb-evolution-1.html

Oui mais à l'échelle des civilisations (quelques milliers ou dizaines de milliers d'années), aucun risque de voir l'atmosphère martienne s'évaporer significativement. C'est à l'échelle de millions d'années que celle-ci s'enfuit.

Space Opera a écrit:...
Et puis n'écoute plus ce grincheux de Kostya s'il revient te répondre qu'il ne comprend pas là où tu veux en venir, c'est pourtant très clair ;)

Effectivement, on ne parle plus du tout de la même chose. J'avais compris à tort (Alzheimer certainement ? ou l'heure tardive... :sage: ) que VM souhaitait augmenter encore la proportion de CO² dans l'atmosphère martienne au-delà des 95%. S'il s'agit d'augmenter plus généralement la pression partielle de CO² en faisant fondre les calottes glaciaires, il faut déjà voir ce que cela provoque à l'échelle d'une année martienne pour ce rendre compte que pour obtenir un effet de serre conséquent, il faudrait déjà considérer que l'énergie solaire reçue par Mars est 20 fois plus faible que celle reçue sur Terre (imaginez la taille de la lentille qu'il faudrait pour en focaliser ne serait-ce qu'une partie vers la calotte glaciaire) et que tout ce qu'on aura réussi à évaporer, ira se redéposer ailleurs pour reformer de la glace (tant qu'on empêche pas ce phénomène inverse, ça ralentira d'autant plus le bilan global de la sublimation). Alors, comme tu le dis, il faudra l'échelle de civilisations avant de voir augmenter la température moyenne de cette planète. D'autant que je maintiens qu'en l'absence d'eau dans l'atmosphère, on continuera à constater des écarts énormes de température (surtout dans l'hémisphère sud) entre jour et nuit (actuellement, je crois que ça tourne autour de 60 à 70°C d'écart) et on aggrave encore le bilan des 1 pour 20 rappelé ci-dessus si on continue à maintenir tous ces nuages de poussière emportée par les vents (qui ne manqueront pas de se former par gradient de température entre les zones réchauffées et les parties restées froides) en empêchant pas de plus la glace de se reformer à l'ombre.
Je n'aime pas faire un parallèle avec l'effet de serre constaté sur Terre car celui-ci n'a pas pour seul raison l'augmentation de la pression partielle de CO² qui n'affecte pas outre mesure la pression atmosphérique totale. On constate une augmentation des gradients de pression (et des tempêtes de plus en plus violentes) non pas à cause de l'augmentation du CO² mais à cause d'importants écarts de températures là aussi.
Maintenant que tu as clarifié (ça sert... ou ça serre, j'ai oublié ;) , aussi à ça les modos ) ça sera beaucoup plus facile d'imaginer comment faire fondre toute cette glace carbonique même si c'est comme "uriner dans un violon" pour reprendre poliment la locution populaire. :megalol:

montmein69 a écrit:Ne pas oublier surtout, que c'est la gravité qui est principalement responsable du fait qu'une planète retient bien (ou mal) son atmosphère.

D'accord mais Titan a quand même une atmosphère plus dense que celle de la terre, tout en étant plus petite que Mars.

Maurice a écrit:
D'accord mais Titan a quand même une atmosphère plus dense que celle de la terre, tout en étant plus petite que Mars.

Oui, mais Titan est infiniment plus froide. Et son atmosphère est essentiellement composée d'Azote.

Space Opera a écrit:Oui mais à l'échelle des civilisations (quelques milliers ou dizaines de milliers d'années), aucun risque de voir l'atmosphère martienne s'évaporer significativement. C'est à l'échelle de millions d'années que celle-ci s'enfuit.

Effectivement !

Et de là une autre conception pour coloniser Mars : au lieu d'une installation lente et progressive au moyen d'habitats et de serres pressurisées : entreprendre d'emblée une terraformation ... et en faisant le pari que sur quelques dizaines de milliers d'années suivantes la technologie avancera suffisamment pour permettre la création d'un bouclier magnétique artificiel pou réduire les pertes en gaz de cette nouvelle atmosphère avec pourquoi pas des compléments par piégeage du vent solaire pour l’hydrogène et/ou des apports à partir d'astéroïdes de la ceinture de Kuiper ou du nuage d’Oort.

Bon, là on rentre dans la Science Fiction, mais sur des durées aussi longues on peut se le permettre ;)

Kostya a écrit:il faudrait déjà considérer que l'énergie solaire reçue par Mars est 20 fois plus faible que celle reçue sur Terre

Je crois que ce cher Kostya a mal réglé son sonotone, mais notons qu'il a fait l'effort de le remettre au moins :blbl:
Mars étant 1.66 fois plus loin que la Terre du soleil au pire (son orbite est pas mal elliptique), ça correspond à 1.66²=2.7 fois moins d'énergie solaire reçue par unité de surface, ce qui compte ici. Si on est de mauvaise fois et qu'on ajoute que le disque de la planète a une surface .53²=28% celle de la Terre, alors en comptant tout (alors que je rappelle que seule l'énergie par unité de surface nous intéresse ici pourtant), ça fait même pas 10 fois moins d'énergie reçue sur la totalité de la planète. Si on compte sur toute une année martienne, donc en moyenne loin de l'apogée de son orbite, ça fait bien plus que ça :)

Akwa a écrit:

Maurice a écrit:
D'accord mais Titan a quand même une atmosphère plus dense que celle de la terre, tout en étant plus petite que Mars.

Oui, mais Titan est infiniment plus froide. Et son atmosphère est essentiellement composée d'Azote.

C'est bien ce que j'attendais comme réponse, qui souligne donc que ce n'est pas la gravité seule qui est responsable ou non de la bonne tenue d'une atmosphère, mais une multitude de facteurs dont la composition de celle-ci, sa température de surface, la proximité avec son étoile et son exposition aux vents solaires.

Space Opera a écrit:Je crois que ce cher Kostya a mal réglé son sonotone, mais notons qu'il a fait l'effort de le remettre au moins :blbl:
Mars étant 1.66 fois plus loin que la Terre du soleil au pire (son orbite est pas mal elliptique), ça correspond à 1.66²=2.7 fois moins d'énergie solaire reçue par unité de surface, ce qui compte ici.

Exact, on peut aussi se baser sur les chiffres de la NASA publiés ici qui donne un rapport de flux surfacique de 0,431 entre Terre et Mars.

Space Opera a écrit:Si on est de mauvaise fois et qu'on ajoute que le disque de la planète a une surface .53²=28% celle de la Terre, alors en comptant tout (alors que je rappelle que seule l'énergie par unité de surface nous intéresse ici pourtant), ça fait même pas 10 fois moins d'énergie reçue sur la totalité de la planète. Si on compte sur toute une année martienne, donc en moyenne loin de l'apogée de son orbite, ça fait bien plus que ça :)

C'est pas de la mauvaise foi: la surface de Mars est bien en moyenne 28% de celle de la Terre. Donc, le chiffre est bien plutôt de 12% (et prend certainement en compte le facteur d'excentricité des orbites que tu relèves car le flux moyen donné par la NASA l'intègre => 0,431 ~ 1/1,52² et non 1/1,66²). Je ne sais plus où j'avais lu ce chiffre de 5% mais, vérification faite, il s'avère faux (faut jamais croire ce que certains journalistes écrivent... ;) ).
Maintenant, il ne s'agit qu'un calcul théorique ne prenant pas en compte les poussières en suspension dans l'atmosphère martienne. Je ne serais pas surpris que les mesures faites depuis le sol avec les sondes soit à l'origine du chiffre de 5% que j'avais lu il y a longtemps. En effet, si la haute atmosphère de Mars est assez chaude (car elle capte directement ce rayonnement théorique), une proportion beaucoup plus faible arrive sur le sol martien. Donc, cela peut aussi guider le choix d'un dispositif extra-atmosphérique plutôt qu'au sol... mais cela me semblait évident dans l'absolu.

En ce qui concerne l'excentricité de l'orbite de Mars, il y a deux facteurs qui s’opposent:

D'un côté le flux reçu varie inversement proportionnellement au carré de la distance, donc le flux reçu au périhélie est nettement plus grand qu'à l'aphélie,
mais en contre partie Mars se déplace plus lentement à son aphélie .

A regarder les saisons sur Mars, il semblerait que ce second facteur l'emporte sur le premier

Voir: http://fr.wikipedia.org/wiki/Mars_%28plan%C3%A8te%29

Pour l’hémisphère nord :
Printemps +été en jours : 198,614 +183,551 = 382,165 # 382 (aphélie)
Automne+hiver : 146,623 + 158,182 = 304,8 # 305 (périhélie)

Spoiler:

Kostya a écrit:C'est pas de la mauvaise foi: la surface de Mars est bien en moyenne 28% de celle de la Terre.

C'est de la mauvaise foi dans le sens où on se fiche pas mal de la surface, seul le flux par unité de surface nous intéresse ici. Que l'objet fasse 3mm ou 3000km, ça ne change rien à la quantité de chaleur que son sol reçoit par unité de surface. Or, sans tenir compte de l'atmosphère, c'est bien ce facteur solaire-là qui a un impact sur le climat.

Martin Fogg a été et reste une des toutes meilleures références sur la terraformation de Mars, bien que les paramètres connus de la géologie martienne aient évolué depuis sa thèse de 1992. Son sites (Anglais) est ici :
http://www.users.globalnet.co.uk/~mfogg/index.htm

Space Opera a écrit:C'est de la mauvaise foi dans le sens où on se fiche pas mal de la surface, seul le flux par unité de surface nous intéresse ici. Que l'objet fasse 3mm ou 3000km, ça ne change rien à la quantité de chaleur que son sol reçoit par unité de surface. Or, sans tenir compte de l'atmosphère, c'est bien ce facteur solaire-là qui a un impact sur le climat.

Ok. je vois où tu veux en venir. Donc, sans tenir compte de l'atmosphère, l'effet de serre sur Mars devrait être de 16° En fait, au départ, je pensais qu'il était question de l'effet de serre mais pas vraiment du "chauffage" de la surface de Mars que beaucoup pense pouvoir amplifier en utilisant des miroirs en orbite.

Argyre a écrit:Martin Fogg a été et reste une des toutes meilleures références sur la terraformation de Mars, bien que les paramètres connus de la géologie martienne aient évolué depuis sa thèse de 1992. Son sites (Anglais) est ici :
http://www.users.globalnet.co.uk/~mfogg/index.htm

Voilà qui est intéressant et répond au moins en partie à la question de VM sur les moyens technologiques possibles mais bizarrement peu de travaux ont été entrepris récemment. Je pense que l'absence de solution technologique pour maintenir la pression de l'atmosphère martienne (et non l'augmenter ponctuellement) à des niveaux permettant réellement d'entretenir un effet de serre fait que personne ne s'est intéressé à cette solution depuis près de 15 ans. Tous les efforts (dont les résultats ne pourraient être visibles qu'à long terme) déployés, si tant est qu'on en ait les capacités technologiques pourraient être dans le même temps réduits à néant par l'effet du vent solaire sur cette atmosphère nouvellement dense qui serait balayée et se dissoudrait dans le relatif vide interplanétaire. Maintenant, si quelqu'un connait un moyen technologique pas cher pour renforcer le magnétisme de Mars et la doter qu'un vrai bouclier contre le vent solaire, le champ du possible s'en trouverait élargi.
Ensuite, il y a un paradoxe judicieux relevé par certains: si on est capable de déployer tant d'efforts pour faire d'une autre planète un lieu habitable, pourquoi ne pas les consacrer à conserver l'habitabilité de la nôtre au lieu de faire le contraire comme en ce moment ? :wall:
Le jour où on saura augmenter durablement l'effet de serre sur Mars, il me semble qu'on saura encore plus facilement limiter celui de la Terre. :scratch:

Limiter l'effet de serre on sait déjà le faire et on le fait déjà involontairement, les émissions massives de dioxyde souffre par l'industrie du charbon notamment en chine contribueraient à limiter les effets du CO2 et pourraient expliquer le ralentissement du réchauffement climatique constaté ces dernières années dans certaines régions du globe.
Si on peut opposer une résistance à l'idée d'injecter massivement du dioxyde de souffre dans l'atmosphère d'une planète pleine de vie comme la nôtre, on pourrait toutefois pratiquer une telle chose pour terraformer une planète vide de vie car un peu trop chaude.

Maurice a écrit:Limiter l'effet de serre on sait déjà le faire et on le fait déjà involontairement, les émissions massives de dioxyde souffre par l'industrie du charbon notamment en chine contribueraient à limiter les effets du CO2 et pourraient expliquer le ralentissement du réchauffement climatique constaté ces dernières années dans certaines régions du globe.
Si on peut opposer une résistance à l'idée d'injecter massivement du dioxyde de souffre dans l'atmosphère d'une planète pleine de vie comme la nôtre, on pourrait toutefois pratiquer une telle chose pour terraformer une planète vide de vie car un peu trop chaude.

Parmi les planètes trop chaudes, d'après Fogg, Vénus ne serait pas terraformable mais je ne comprend pas l'argument concernant le soufre. L'hexafluorure de soufre est aussi un gaz à effet de serre et n'est pas toxique (sauf en forte concentration comme tous les gaz). Les autres composés soufrés (principalement SO² comme dans la combustion des hydrocarbures) s'ils agissent effectivement sur la concentration de CO² n'ont en général que très peu d'effet sur les autres gaz à effet de serre tout aussi efficaces (voire plus tel le méthane) que le CO²: H²O (j'en ai déjà parlé plus haut), le méthane (surtout dans l'infrarouge), le protoxyde d'azote, les fréons et l'ozone. Les fréons font normalement partie du passé à cause en particulier de leur effet sur l'ozone de la hauteur atmosphère (ozone plutôt bénéfique contrairement à celui des basses couches). Pour N²O, ça fait plutôt rire :megalol: mais pour les autres, on est aussi très loin d'en contrôler la production: quand on pourra récupérer 100% du méthane produit par l'élevage intensif de bétail, on aura aussi fait un grand pas. L'effet du méthane à quantité égale de CO² est sur le long terme 20 fois pire (cette fois, j'ai vérifié avant de me fier à mes souvenirs :sage:) que celle du CO². Selon certains experts, il serait bien plus efficace (y compris sur le plan énergétique) de s'attaquer aux émissions de méthane qu'à celle de CO² y compris en en brulant pour produire de l'énergie et du CO² dont l'effet est moins important.
Pour revenir sur Mars, si comme le suggère les mesures de MRO, du méthane pourrait aussi être produit sur Mars à partir de composés géologiques présents dans le régolite alors, il aurait un effet de serre bien supérieur à celui du CO²... à condition de maitriser en parallèle les émissions de SO² associées (la désulfuration est parfaitement maitrisée depuis plus de 50 ans) qui aurait tendance à s'attaquer au CO².

Je ne pensais pas du tout à Vénus qui est un vrai brasier que je n'aurais évidemment pas qualifié seulement d'un peu trop chaude, mais plutôt à une hypothétique planète comme la nôtre mais avec un effet de serre plus important ou tout simplement un peu plus proche de son étoile.
Concernant le dioxyde de soufre, il ne peut refroidir tout seul l'atmosphère, mais en se combinant comme chez nous avec de la vapeur d'eau, il forme un aérosol d'acide sulfurique qui lui-même réfléchi le rayonnement solaire, abaissant donc la température.

Maurice a écrit:...
Concernant le dioxyde de soufre, il ne peut refroidir tout seul l'atmosphère, mais en se combinant comme chez nous avec de la vapeur d'eau, il forme un aérosol d'acide sulfurique qui lui-même réfléchi le rayonnement solaire, abaissant donc la température.

Mais bien sûr pourquoi n'y avait-je pas pensé? En interdisant les pluies acides qui détruisaient nos forêts, on a du même coup accru l'effet de serre

C'est bien pour cela que j'avais précisé qu'on pouvait opposer une certaine résistance à cette idée sur une planète comme la nôtre. :D
Vous n'êtes pas joueur tout de même, je vous propose une solution et vous vous embarrassez de petits détails.
Toutefois plus sérieusement c'était quand même une idée proposée en dernier recours pour chez nous par Paul Joseph Crutzen qui a quand même eu un Nobel de chimie. Son idée était de larguer au moins 1 million de tonnes de soufre via des ballons sondes entre 10 et 50 km d'altitude.

Maurice a écrit:C'est bien pour cela que j'avais précisé qu'on pouvait opposer une certaine résistance à cette idée sur une planète comme la nôtre. :D

Oh, même sur une autre planète, je ne vois pas trop commencer par y faire pleuvoir de l'acide sulfurique si je souhaite ensuite y entretenir des conditions favorables à la vie... ou alors, certains extrêmophiles particulièrement friands de milieu acide.

Maurice a écrit:Vous n'êtes pas joueur tout de même, je vous propose une solution et vous vous embarrassez de petits détails.

Si, on peut jouer: ça rapporte 1/4 de point Godwin ce genre de "point de détail" même si la solution est loin d'être finale. :megalol:

Maurice a écrit:Toutefois plus sérieusement c'était quand même une idée proposée en dernier recours pour chez nous par Paul Joseph Crutzen qui a quand même eu un Nobel de chimie. Son idée était de larguer au moins 1 million de tonnes de soufre via des ballons sondes entre 10 et 50 km d'altitude.

Diabolique son idée :evil: