La Terre et Mars
Astronaute sur Mars avec la Terre en arrière-plan (inhauscreative, iStockphoto)
Astronaute sur Mars avec la Terre en arrière-plan (inhauscreative, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Découvrez les caractéristiques de la Terre et de Mars, deux planètes de notre système solaire.
Les scientifiques ont étudié Mars en regardant dans des télescopes, en envoyant des engins spatiaux robotisés pour graviter autour de la planète et en larguant des atterrisseurs et des rovers sur la surface martienne. Grâce à cette exploration, nous avons appris beaucoup de choses sur ce que Mars et la Terre ont en commun et sur ce qui rend chacune de ces planètes uniques.
Notions élémentaires sur ces planètes
Mars est plus petite que la Terre. La circonférence et le diamètre équatoriaux de Mars sont deux fois plus petits que ceux de la Terre. Le volume de Mars représente 15 % celui de la Terre. Si on pouvait ouvrir la Terre et la vider comme une coquille d’œuf, on pourrait y faire entrer environ 6,5 fois la planète Mars.
Mars n’est pas seulement plus petite que la Terre, elle est également moins dense. Ainsi, même si Mars représente 15 % du volume de la Terre, elle correspond seulement à 11 % de la masse de cette dernière. La force gravitationnelle à la surface de Mars est 38 % de celle à la surface de la Terre. Le poids est la mesure de la force gravitationnelle.
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Voici une illustration en couleur de la Terre et de Mars dans l’espace.
La Terre, à gauche, est bleue avec des tourbillons de nuages. Mars, à droite, est plus petite et de couleur rougeâtre, avec quelques zones brunes et grises, ainsi que des amas de nuages blancs.
Si une personne se tenait sur Mars, sa masse serait exactement la même que sur la Terre, parce que cette personne est constituée de la même quantité de matière. Cependant, son poids correspondrait à 38 % de celui qu’elle aurait sur la Terre, parce que la force de la gravitation est inférieure sur Mars.
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Deux planètes rocheuses
La Terre et Mars sont deux planètes rocheuses, avec des types similaires de roches riches en fer à la surface. Mars est parfois appelée la planète rouge, en raison des oxydes de fer rouge (rouille) sur sa surface aride.
On y trouve des montagnes et des canyons comme sur Terre, mais ils peuvent être beaucoup plus grands. La plus haute montagne martienne, appelée Olympus Mons, est trois fois plus haute que le mont Everest et est la plus haute montagne connue de notre système solaire.
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Voici une image 3D de l’Olympus Mons.
La surface de la planète est représentée comme un carré parfait de paysage rougeâtre sur un fond noir. On remarque facilement qu’il ne s’agit pas d’une photographie, mais bien d’un rendu d’image pour illustrer la topographie. Au centre de l’image, il y a une falaise abrupte qui forme un rond irrégulier. Au sommet de la falaise, trois fissures se sont formées à la surface. Cette surface s’élève légèrement au centre jusqu’à un petit cratère rond et peu profond. Les parois du cratère sont irrégulières. Le sol autour des falaises est plat avec quelques endroits accidentés.
Le canyon martien le plus profond appelé Valles Marineris est quatre fois plus profond que le Grand Canyon. C’est le canyon le plus profond que l’on connaisse dans le système solaire.
Mars a aussi des volcans mais ils ne sont pas actifs actuellement.
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Voici une photo en couleur du rover Curiosity.
Le rover se trouve au sommet d’une colline, sur un sol rougeâtre parsemé de roches grises pointues. Le ciel derrière est gris avec des tons rouges et or.
Au-dessus du rover, une caméra pointe vers l’avant. Le rover est gris pâle et il est composé de plusieurs câbles, d’ouvertures, d’interrupteurs et d’autres objets. Le rover compte six roues. De chaque côté du rover, on retrouve trois roues fixées à de longs bras mécaniques. Chaque bras comporte une articulation qui ressemble un peu à un coude humain. Les roues sont gris foncé avec des bandes de roulement agressives.
Journées et années
Comme une toupie, la Terre tourne sur elle-même. Le temps qu’il faut à la Terre pour faire une rotation complète autour de son axe est appelé jour et dure 24 heures.
Le savais-tu?
Une journée sur Terre dure 23 heures et 56 minutes, et non 24 heures.
Mars tourne légèrement plus lentement autour de son axe que la Terre, de sorte que chaque jour est un peu plus long et dure 24 heures et 37 minutes. Le jour sur Mars s’appelle sol.
Les planètes se déplacent également sur une orbite autour du soleil. C’est comme une toupie traçant une trajectoire autour d’un point sur le sol. Le temps qu’il faut à la Terre pour accomplir une révolution complète sur son orbite autour du Soleil est appelé an et dure environ 365 jours.
Le savais-tu?
En réalité, un an sur Terre dure 365 jours et un quart de jour. C’est pourquoi à tous les 4 ans nous ajoutons un jour supplémentaire à la fin de février. C’est ce qu’on appelle une année bissextile. Avoir ce jour additionnel permet de s’assurer que le calendrier reste synchronisé avec les saisons.
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Voici deux illustrations en couleur du Soleil, de la Terre et de Mars à deux stades différents de leur orbite.
Les deux illustrations montrent le Soleil, représenté par une sphère jaune au centre, sur un fond noir. La ligne rouge montre l’orbite de Mars, et la ligne bleue montre l’orbite de la Terre. L’orbite de la Terre autour du soleil est dessinée comme un cercle parfait. En dehors de ce cercle, l’orbite de Mars est dessinée comme un ovale un peu plus grand. La Terre est représentée par une sphère bleue et Mars par une sphère rouge.
Sur l’illustration de gauche, la Terre et Mars sont proches l’une de l’autre, à droite du Soleil. Il s’agit de l’opposition : Mars est proche et brillante.
Sur l’illustration de droite, la Terre est à droite du Soleil, tandis que Mars est à gauche du Soleil. Comme l’orbite de Mars est de forme ovale, Mars est beaucoup plus éloignée du Soleil que la Terre. Il s’agit de la conjonction : Mars est lointaine et brille faiblement.
Mars décrit une orbite plus grande que celle de la Terre et se déplace plus lentement dans le système solaire. Un an martien dure 669 sols. Ceci correspond à 687 jours terrestres!
Atmosphère
Le mélange de gaz qui entoure une planète (ou un satellite naturel comme une lune) s’appelle l’atmosphère. L’atmosphère de la Terre, communément appelée air, contient 78 % d’azote et 20 % d’oxygène. Il comporte également de petites quantités d’autres gaz, y compris le dioxyde de carbone (0,04 %).
Pour les humains, l’atmosphère sur Mars serait suffocante. Elle contient 96 % de dioxyde de carbone et seulement 0,145 % d’oxygène. De plus, l’atmosphère martienne est « mince », car elle est 100 fois moins dense que celle de la Terre.
Climat
Il y a quatre saisons sur la Terre et sur Mars, mais elles sont plus longues sur Mars parce que l’an martien est plus long.
Le climat sur Mars est plus froid, plus sec et plus rude que n’importe où sur la Terre. La température moyenne sur Terre est de 14 °C, mais celle sur Mars est glaciale avec une température moyenne de -63 °C. La planète Mars est plus froide que la Terre, car elle est plus éloignée du Soleil, mais aussi parce que l’atmosphère est trop mince pour retenir la chaleur à la surface.
Eau
Un vaste système océanique d’eau liquide couvre 71 % de la surface de la Terre. Il y a de l’eau sur Mars aussi, mais les températures froides et la minceur de l’atmosphère font en sorte que l’eau liquide ne peut pas exister longtemps sur la surface.
Les scientifiques ont découvert que de l’eau saumâtre (salée) liquide coule dans certains endroits à la surface de Mars lorsque la température est supérieure à -23 °C. On trouve de l’eau solide (glace) dans les calottes polaires de Mars (comme sur la Terre) et juste en dessous de la surface de la planète. Il y a aussi une petite quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère, et de la glace d’eau dans les nuages.
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Voici une photo en couleur de la surface de Mars, depuis l’espace.
En haut de l’image, la limite arrondie de la planète est bien visible devant le fond noir. Mars est principalement brune et rougeâtre. Au centre de la surface, un nuage épais tourbillonne et forme une spirale. Le nuage est principalement blanc avec quelques zones grises à gauche. À gauche de la zone grise, on peut voir d’autres nuages beaucoup plus petits.
Le temps sur Terre apporte souvent des précipitations comme de la pluie ou de la neige. Parfois, il « neige » aussi à la surface de Mars, mais d’une façon surprenante. Le seul type de neige qui passe à travers l’atmosphère pour atterrir sur Mars est composé de dioxyde de carbone gelé contenu dans les nuages de glace carbonique.
La neige composée d’eau gelée peut tomber des nuages d’eau glacée, mais elle n’atteint pas la surface de la planète. Celle-ci se transforme en vapeur d’eau dans l’atmosphère mince avant qu’elle puisse atterrir.
Tout comme sur Terre, le vent joue un rôle important dans la météo sur Mars. Comme la surface de Mars est très sèche, les tempêtes de poussière sont fréquentes. Les vents forts, causés par le réchauffement inégal de l'atmosphère, ramassent la poussière à la surface de la planète et provoquent des tempêtes de poussière. Parfois, elles couvrent toute la planète et façonnent même la surface de la planète! Les plus grandes tempêtes se déclenchent généralement pendant l'été dans l'hémisphère sud de Mars. Les petits tourbillons de poussière sont causés par des vents plus localisés tournoyants, tout comme sur la Terre.
Quelques Chiffres
| Propriété | Terre | Mars |
|---|---|---|
| Diamètre1 | 12 756 km | 6 792 km |
| Circonférence2 | 40 075 km | 21 339 km |
| Aire de la surface extérieure | 5,10 × 108 km2 (510 064 472 km2) |
1,44 × 108 km2 (144 371 391 km2) |
| Volume | 1,08 × 1012 km3 (1 083 206 916 846 km3) |
1,63 × 1011 km3 (163 115 609 799 km3) |
| Masse | 5,97 × 1024 kg | 6,42 × 1023 kg |
| Densité moyenne | 5 514 kg/m3 | 3 933 kg/m3 |
| Force gravitationnelle moyenne à la surface3 | 9,81 m/s2 | 3,71 m/s2 |
| Température minimale | -88 °C | -140 °C |
| Température maximale4 | 58 °C | 30 °C |
| Distance la plus courte jusqu’au Soleil (appelée périhélie)5 | 1,47 × 108 km (147 098 291 km) |
2,07 × 108 km (206 655 215 km) |
| Distance la plus grande jusqu’au Soleil (appelée aphélie)6 | 1,52 × 108 km (152 098 233 km) |
2,49 × 108 km (249 232 432 km) |
| Distance·orbitale (longueur totale de l’orbite) |
9,40 × 108 km (939 887 974 km) |
1,43 × 109 km (1 429 085 052 km) |
| Vitesse orbitale moyenne | 107 218 km/h | 86 677 km/h |
| Durée du jour | 24 heures | 24 heures et 37 minutes |
| Durée de l’année | 365,25 jours | 687 jours terrestres |
| Inclinaison de l’axe7 | 23,5° | 25,2° |
| Nombre de satellites naturels | 1 | 2 (appelés Deimos et Phobos) |
| Champ magnétique planétaire8 | Oui | Non |
| Distance Terre/Mars la plus courte | N/A | 55,6 × 106 km |
| Distance Terre/Mars la plus grande | N/A | 401 × 106 km |
| Adapté de Mars Facts | All About Mars – NASA's Mars Exploration Program (en anglais seulement) | ||
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Arrondi au nombre entier le plus proche
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Mesurée comme l'accélération gravitationnelle à la surface de la planète
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La température sur Mars est à son maximum au cours de l’été, à l’équateur, lorsque le Soleil brille sur la surface
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L’orbite de la Terre est presque circulaire, donc le périhélie et l’aphélie sont similaires ; l’orbite de Mars est plus elliptique
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L’inclinaison de l’axe de rotation provoque des saisons sur Terre et Mars
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Le fait qu’il n’y a aucun champ magnétique sur Mars (en plus de la mince atmosphère) signifie qu’il n’y a pas de protection contre le rayonnement solaire.
En savoir plus
La planète Mars en chiffres (2016)
Cette infographie de l’Agence spatiale canadienne présente de façon très visuelle plusieurs données sur la planète Mars.
Exploration de Mars
Cette section du site de l’Agence spatiale canadienne explique plusieurs aspects des missions d’exploration vers Mars.
Mars - Le système solaire
Cette fiche descriptive de systeme-solaire.net donne plusieurs détails au sujet de la planète Mars, comme ces propriétés et les actualités liées à cette planète.
La NASA confirme la présence d'eau salée sur Mars (2015)
Cet article de Radio-Canada présente le communiqué de presse de la NASA confirmant la présence d’eau salée sur Mars.
Mars : des chutes de neige carbonique sur la Planète rouge ! (2012)
Cet article de Futura-Espace présente les découvertes de l’orbiteur Reconnaissance qui a détecté la présence d’un nuage de glace carbonique.
Pourquoi y a-t-il des saisons? (2019)
Cet article de Parlons sciences explique pourquoi nous avons des saisons.
Références
Canadian Space Agency. (2016). Mars, the fascinating red planet.
NASA. (2015). The fact and fiction of martian dust storms.
NASA. (n.d.). In depth: Mars - NASA solar system exploration.
NASA. (n.d.). Mars facts.
NASA Science. (2021). What Causes the Seasons?