Skip to main content
Global

10.E : Planètes semblables à la Terre - Vénus et Mars (Exercices)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    191811

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Pour une exploration plus approfondie

    Des articles

    Vénus
    • Dorminey, B. « Une science cool dans un monde chaud ». Astronomie (février 2006) : 46. Présentation de cinq pages de Venus et des plans de mission Venus Express.
    • Kargel, J. « Rivières de Vénus ». Sky & Telescope (août 1997) : 32. Sur des canaux de lave.
    • Robertson, D. « Planète desséchée ». Sky & Telescope (avril 2008) : 26. Vue d'ensemble de notre compréhension de la planète.
    • Robinson, C. « Magellan révèle Vénus ». Astronomie (février 1995) : 32.
    • Stofan, E. « Le nouveau visage de Vénus ». Sky & Telescope (août 1993) : 22.
    • Zimmerman, R. « Prendre Venus d'assaut ». Astronomie (octobre 2008) : 66. Sur les résultats de la mission Venus Express.
    Mars
    • Albee, A. « Les paysages surnaturels de Mars ». Scientific American (juin 2003) : 44. Résultats des missions Mars Global Surveyor et Mars Odyssey et aperçu.
    • Bell, J. « Un nouveau regard sur Mars ». Astronomie (août 2015) : 28. Joli résumé des résultats récents des engins spatiaux et de la façon dont ils révisent notre compréhension de Mars.
    • Bell, J. « Découvrir le passé secret de Mars ». Sky & Telescope (juillet 2009) : 22. Comment les rovers et les orbiteurs nous aident à comprendre l'histoire de Mars et le rôle de l'eau.
    • Bell, J. « Le passé aquatique de la planète rouge ». Scientific American (décembre 2006) : 62. Les rovers fournissent la preuve que l'ancienne planète Mars était humide.
    • Burnham, R. « Rendez-vous sur la planète rouge ». Astronomie (mai 2006) : 68. À propos de Mariner Valley et d'un film de survol construit à partir de nombreuses images fixes.
    • Christensen, P. « Les nombreux visages de Mars ». Scientific American (juillet 2005) : 32. Résultats de la mission Rover ; preuve que Mars était autrefois humide par endroits.
    • Lakdawalla, E. « L'histoire de l'eau sur Mars ». Sky & Telescope (septembre 2013) : 16. Examen clair de notre compréhension actuelle du rôle de l'eau sur Mars à différentes époques.
    • Malin, M. « Visions de Mars ». Sky & Telescope (avril 1999) : 42. Une visite géologique de la planète rouge, avec de nouvelles images de Mars Global Surveyor.
    • McEwen, A. « Mars en mouvement ». Scientific American (mai 2013) : 58. Sur les ravins et autres changements de surface.
    • McKay, C. et Garcia, V. « Comment rechercher la vie sur Mars ». Scientific American (juin 2014) : 44. Expériences que les futures sondes pourraient réaliser.
    • Naeye, R. « L'œil de l'Europe sur Mars ». Sky & Telescope (décembre 2005) : 30. À propos de la mission Mars Express et des remarquables images rapprochées qu'elle envoie.
    • Talcott, R. « À la recherche de la vérité terrestre sur Mars ». Astronomie (octobre 2009) : 34. Comment les rovers et les orbiteurs aident les scientifiques à comprendre la surface de la planète rouge.

    Sites Web

    Vidéos

    • 50 ans d'exploration de Mars : http://www.jpl.nasa.gov/video/details.php?id=1395. Résumé de toutes les missions de la NASA via MAVEN ; bon aperçu rapide (4:08).
    • Being a Mars Rover : What It's Like to be an Interplanetary Explorer : https://www.youtube.com/watch?v=nRpCOEsPD54. Conférence de 2013 du Dr Lori Fenton sur ce que c'est à la surface de Mars (1:07:24).
    • Magellan cartographie Vénus : www.bbc.co.uk/science/space/s... sonde #p005y07s. Clip de la BBC avec le Dr Ellen Stofan sur les images radar de Vénus et ce qu'elles nous disent (3:06).
    • Notre curiosité : https://www.youtube.com/watch?v=XczKXWvokm4. Vidéo du deuxième anniversaire du rover Mars Curiosity racontée par Neil deGrasse Tyson et Felicia Day (6h01).
    • Planète Vénus : la planète la plus meurtrière, surface et atmosphère de Vénus : https://www.youtube.com/watch?v=HqFVxWfVtoo. Visite rapide de l'atmosphère et de la surface de Vénus (2:04).
    • Protection planétaire et auto-stoppeurs dans le système solaire : le danger de mêler des microbes : https://www.youtube.com/watch?v=6iGC3uO7jBI. Conférence de 2009 du Dr Margaret Race sur la prévention de la contamination entre les mondes (1:28:50).

    Activités de groupe collaboratives

    1. De hauts responsables de la NASA ont demandé à votre groupe de commencer à planifier la première colonie humaine sur Mars. Commencez par dresser une liste des choses que les humains devraient emporter avec eux pour survivre pendant des années à la surface de la planète rouge.
    2. À titre de publicité, le maire de Venus, au Texas (il existe vraiment une telle ville), propose que la NASA finance une mission sur Vénus avec des humains à bord. De toute évidence, le bon maire a négligé de suivre un cours d'astronomie à l'université. Demandez à votre groupe de dresser une liste du plus grand nombre possible de raisons pour lesquelles il est peu probable que des humains atterrissent bientôt à la surface de Vénus.
    3. Même si les humains auraient du mal à survivre à la surface de Vénus, cela ne signifie pas que nous ne pourrions pas en apprendre beaucoup plus sur notre planète sœur voilée. Demandez à votre groupe de réfléchir à une série de missions (imaginez que le coût n'est pas un problème) qui nous fourniraient des informations plus détaillées sur l'atmosphère, la surface et l'intérieur de Vénus.
    4. À la fin du XXIe siècle, alors que les voyages sur Mars sont devenus quelque peu routiniers, un couple très riche vous demande de planifier une excursion de lune de miel sur Mars qui inclurait les sites les plus spectaculaires de la planète rouge. Constituez votre groupe en tant qu'agence de tourisme Percival Lowell Memorial et dressez une liste des arrêts touristiques à ne pas manquer sur Mars.
    5. Dans le livre et le film populaires, The Martian, le drame commence vraiment lorsque notre héros est renversé et perd connaissance alors qu'il est à moitié enterré par une violente tempête de vent sur Mars. À la lumière de ce que vous avez appris sur l'atmosphère de Mars dans ce chapitre, demandez à votre groupe de discuter du réalisme de ce scénario. (D'ailleurs, l'auteur du livre a lui-même reconnu avec génie lors d'entretiens et de conférences qu'il s'agissait d'une question raisonnable à poser.)
    6. Les astronomes ont été intrigués et contrariés par la grande publicité médiatique qui a été faite au petit groupe de « vrais croyants » qui prétendaient que le « visage sur Mars » n'était pas une formation naturelle (voir l'encadré Astronomie et pseudoscience : Le visage sur Mars » dans la section 10.5). Demandez à votre groupe de dresser une liste des raisons pour lesquelles de nombreux médias ont été si enchantés par cette histoire. Que pensez-vous que les astronomes pourraient ou devraient faire pour faire connaître au public le point de vue scientifique et sceptique sur ces questions ?
    7. Votre groupe est un comité spécial de scientifiques mis en place par les Nations unies pour spécifier comment les échantillons de Mars doivent être renvoyés sur Terre afin que d'éventuels microbes martiens ne nuisent pas à la vie sur Terre. Quelles précautions recommanderiez-vous, en commençant par Mars et en vous rendant jusqu'aux laboratoires qui analysent les échantillons martiens de retour sur Terre ?
    8. Demandez à votre groupe de réfléchir à Mars dans la culture populaire. Combien de films, de chansons, d'autres musiques et de produits pouvez-vous imaginer connectés à Mars ? Quelles sont les raisons pour lesquelles Mars serait un thème populaire auprès des cinéastes, des auteurs-compositeurs et des concepteurs de produits ?

    Questions de révision

    1. Énumérez plusieurs raisons pour lesquelles Vénus, la Terre et Mars se ressemblent et de plusieurs manières différentes.
    2. Comparez les atmosphères actuelles de la Terre, de Vénus et de Mars en termes de composition, d'épaisseur (et de pression à la surface) et d'effet de serre
    3. Comment l'atmosphère de Vénus a-t-elle pu évoluer jusqu'à son état actuel à cause d'un effet de serre incontrôlable ?
    4. Décrivez l'atmosphère actuelle sur Mars. Quelles preuves suggèrent que cela a dû être différent dans le passé ?
    5. Expliquez l'effet d'emballement du réfrigérateur et le rôle qu'il a pu jouer dans l'évolution de Mars.
    6. Quelles preuves avons-nous qu'il y avait de l'eau courante (liquide) sur Mars par le passé ? Quelles sont les preuves que l'eau s'écoule du sol encore aujourd'hui ?
    7. Quelles sont les preuves que Vénus était volcaniquement active il y a environ 300 à 600 millions d'années ?
    8. Pourquoi Mars est-elle rouge ?
    9. Quelle est la composition des nuages sur Mars ?
    10. Quelle est la composition des calottes polaires de Mars ?
    11. Décrivez deux caractéristiques anormales de la rotation de Vénus et expliquez ce qui pourrait les expliquer.
    12. Comment la sonde Mars Odyssey a-t-elle pu détecter de l'eau sur Mars sans y atterrir ?

    Questions de réflexion

    1. Quels sont les avantages d'utiliser l'imagerie radar plutôt que les caméras ordinaires pour étudier la topographie de Vénus ? Quels sont les avantages relatifs de ces deux approches pour cartographier la Terre ou Mars ?
    2. Vénus et la Terre ont à peu près la même taille et la même distance du Soleil. Quelles sont les principales différences dans la géologie des deux planètes ? Quelles peuvent être certaines des raisons de ces différences ?
    3. Pourquoi y a-t-il tellement plus de dioxyde de carbone dans l'atmosphère de Vénus que dans celle de la Terre ? Pourquoi autant de dioxyde de carbone que sur Mars ?
    4. Si les missions Viking étaient une source d'informations aussi riche sur Mars, pourquoi avons-nous envoyé le Pathfinder, le Global Surveyor et d'autres vaisseaux spatiaux plus récents sur Mars ? Dressez une liste de questions sur Mars qui intriguent encore les astronomes.
    5. Comparez Mars à Mercure et à la Lune en termes de propriétés générales. Quelles sont les principales similitudes et différences ?
    6. Comparez les montagnes de Mars et de Vénus avec celles de la Terre et de la Lune.
    7. Nous pensons que toutes les planètes terrestres ont connu des histoires similaires en ce qui concerne les impacts depuis l'espace. Expliquez comment cette idée peut être utilisée pour dater la formation des hauts plateaux martiens, des bassins martiens et des volcans Tharsis. Dans quelle mesure les âges obtenus pour ces caractéristiques sont-ils certains (en d'autres termes, comment vérifions-nous les âges que nous dérivons de cette méthode) ?
    8. Est-il probable que la vie ait déjà existé sur Vénus ou sur Mars ? Justifiez votre réponse dans chaque cas.
    9. Supposons que, dans des décennies, la NASA envisage d'envoyer des astronautes sur Mars et Vénus. Dans chaque cas, décrivez le type d'équipement de protection qu'ils devraient porter et quelles seraient leurs chances de survie en cas de rupture de leur combinaison spatiale.
    10. Nous pensons que Vénus, la Terre et Mars ont toutes commencé avec un approvisionnement en eau important. Expliquez où se trouve actuellement cette eau pour chaque planète.
    11. L'une des sources d'information sur Mars a été l'analyse des météorites provenant de Mars. Étant donné qu'aucun échantillon provenant de Mars n'a jamais été renvoyé sur Terre lors des missions que nous y avons envoyées, comment savons-nous que ces météorites proviennent de Mars ? Quelles informations ont-ils révélées sur Mars ?
    12. L'effet de serre incontrôlable et son inverse, l'effet réfrigérateur à la dérive, ont créé des conditions difficiles et inhabitables sur Vénus et Mars. L'effet de serre provoque-t-il toujours des changements climatiques entraînant des pertes en eau et en vies humaines ? Donnez une raison à votre réponse.
    13. En quoi la température de surface élevée de Vénus répond-elle aux préoccupations concernant le réchauffement climatique de la Terre aujourd'hui ?
    14. Qu'est-ce qu'un diable de poussière ? Vous attendriez-vous à ressentir la brise d'un diable de poussière sur Mars ou sur Terre ? Expliquez.
    15. Près de l'équateur martien, les températures au même endroit peuvent varier d'une moyenne de —135 °C la nuit à une moyenne de 30 °C le jour. Comment expliquez-vous une telle différence de température par rapport à celle de la Terre ?

    Se débrouiller par vous-même

    1. Estimez la quantité d'eau qui pourrait se trouver dans une région mondiale (à l'échelle de la planète) de pergélisol souterrain sur Mars (faites les calculs pour deux épaisseurs de pergélisol, 1 et 10 km, et une concentration de glace dans le pergélisol de 10 % en volume). Comparez les deux résultats obtenus avec la quantité d'eau des océans de la Terre calculée dans l'exemple 10.5.1.
    2. À sa plus proche, Vénus se trouve à environ 41 millions de km de la Terre. Quelle est sa distance la plus éloignée ?
    3. Si vous pesez 150 livres à la surface de la Terre, combien pèseriez-vous sur Vénus ? Sur Mars ?
    4. Calculez la superficie relative, c'est-à-dire la surface non recouverte de liquides, de la Terre, de la Lune, de Vénus et de Mars. (Supposons que 70 % de la Terre soit recouverte d'eau.)
    5. La distance d'approche la plus proche entre Mars et la Terre est d'environ 56 millions de km. Supposons que vous puissiez voyager dans un vaisseau spatial à 58 000 km/h, soit la vitesse atteinte par la sonde spatiale New Horizons qui s'est rendue à Pluton et la vitesse la plus rapide à ce jour de tous les véhicules spatiaux lancés depuis la Terre. Combien de temps faudrait-il pour atteindre Mars au moment de l'approche la plus rapprochée ?