Sur Terre, la culture des végétaux comme les tomates dépend de la lumière du Soleil, de la chaleur, de la pluie et d'un sol adéquat. En fait, la quasi-totalité de l'agriculture sur Terre, à l'exception de celle qui est faite en serre et la culture soumise à une irrigation massive, est entièrement dépendante du temps qu'il fait.
La question décisive est la suivante : « Quel temps fait-il sur Mars? »
Puisque Mars est plus petite que la Terre, plus éloignée du Soleil, dépourvue d'océans et a peu de vapeur d'eau dans son atmosphère, son climat est très simple.
Les prévisions météorologiques typiquement martiennes, à l'équateur, se liraient comme suit :
« Aujourd'hui, du soleil (comme toujours); la vague de chaleur se poursuit atteignant des sommets en après-midi, à plus 10 degrés Celsius (+10°C). Probabilité de tourbillons de poussière en fin de journée et un refroidissement pour la nuit approchant les -80 degrés Celsius (-80°C).
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L'énergie dont dépend le climat sur Mars provient du Soleil, exactement comme le climat sur Terre. L'énergie à l'origine du temps qu'il fait sur Terre, de la douce brise printanière aux violents ouragans, provient du Soleil.
Toutefois, l'atmosphère et les océans terrestres emmagasinent des quantités énormes d'énergie solaire. La surface de Mars et son atmosphère n'en emmagasinent pratiquement pas.
Sur Mars, l'énergie solaire réchauffe la surface de la planète durant la journée. Durant la nuit, la quasi-totalité de cette énergie retourne dans l'espace sous forme de rayonnement infrarouge à ondes longues.
Néanmoins, Mars possède une mince atmosphère. Lorsque le Soleil réchauffe la surface de la planète, une partie de la chaleur est transférée dans l'atmosphère durant les jours ensoleillés. Lorsque la mince atmosphère près de la surface se réchauffe, elle prend de l'expansion et s'élève, générant de forts courants de convection qui transportent la chaleur dans l'atmosphère.
En mi-journée, l'énergie du rayonnement solaire incident excède la quantité d'énergie radiée dans l'espace, et la surface de Mars se réchauffe de façon importante.
Durant la nuit, une grande quantité d'énergie est radiée de la surface de Mars. Comme l'atmosphère martienne est trop mince pour freiner la perte de chaleur, les nuits martiennes sont très froides!
En moyenne, durant un jour martien de 24 h 37 min, l'énergie solaire totale absorbée (sous forme de lumière visible) est presque égale à la quantité d'énergie radiée (sous forme de rayonnement infrarouge) dans l'espace.
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Comme sur Terre, certains endroits sur Mars absorbent mieux la lumière du Soleil que d'autres. Ce sont ces réchauffements inégaux qui font que Mars produit de forts courants de convection dans son atmosphère.
La Terre et Mars présentent des conditions climatiques extrêmes, occasionnées par la convection locale produite par le réchauffement de la surface de la planète par les rayons du Soleil.
Les courants de convection sur Mars peuvent être très forts. Des vents de surface allant jusqu'à 130 km/h ont été enregistrés par les atterrisseurs Viking. Les vents soulèvent également la poussière de la surface de Mars et peuvent entraîner de gigantesques tempêtes de poussière couvrant une grande partie de la planète.
La sonde Mars Global Orbital Surveyor a également donné des images de tourbillons de poussière et de systèmes cycloniques martiens.
Conclusion : Le climat et le temps qu'il fait sur Mars semblent trop hostiles pour y faire pousser des végétaux sans la protection d'une serre.
Il est facile de construire un simulateur pour démontrer le processus de convection dans l'atmosphère martienne. Prendre une boîte de carton solide et deux boîtes de conserve (les deux extrémités enlevées). Construire une boîte de convection, comme sur la photo. Les dimensions ne sont pas si importantes, mais une fois terminée, la boîte devrait être bien scellée, sauf aux cheminées, constituées des deux boîtes de conserve. On peut fabriquer une reproduction du véhicule Marscape afin de donner à la scène un air plus réaliste. |
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Pour entamer le processus de convection, cacher un coussinet chaud dans le fond de la boîte, en dessous de l'une des cheminées (par la trappe d'accès, sur le côté de la boîte). On peut utiliser un bâton d'encens pour produire une petite quantité de fumée. Placer le bout incandescent du bâton d'encens au-dessus de la cheminée qui se trouve à l'opposé du coussinet chaud. Attendre quelques minutes que la convection se crée; la fumée indiquera clairement le mouvement de la convection. |
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Si le devant de la boîte possède un rebord, le coussinet ne sera pas visible lorsque la boîte se trouve à hauteur des yeux. Sinon, il est possible de couvrir le coussinet d'un tissu de coton mince (teint de couleur rouille pour reproduire le sol de Mars). Faire l'expérience de la convection et demander aux élèves d'expliquer ce qui suit :
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Mise en garde : N'utiliser qu'une source de chaleur à basse température, c'est-à-dire une source de chaleur qui produit beaucoup de chaleur à une très basse température. N'utiliser aucune source de chaleur produisant une flamme.
