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TPE des PS1 du lycée Blaise Pascal
14 novembre 2011

Faire "évaporer" les calottes de mars grace à l'albédo.

L'albédo, grandeur sans dimension, est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface à l'énergie solaire incidente. C'est une notion comparable à la réflectivité, mais d'application plus spécifique, utilisée notamment en astronomie et en planétologie — ainsi qu'en géologie. Le termealbédo dérive étymologiquement du latin albēdo2 qui signifie « blancheur, » et a été introduit auxviiie siècle en optique et en astronomie par le mathématicien et astronome suisse Johann Heinrich Lambert. Par définition, l'albédo est une valeur comprise entre 0 et 1 : un corps noirparfait, qui absorberait toutes les ondes électromagnétiques sans en réfléchir aucune, aurait un albédo nul, tandis qu'un miroir parfait, qui réfléchirait toutes les ondes électromagnétiques sans en absorber une seule, aurait un albédo égal à 1.

L'albédo est utilisé en astronomie pour avoir une idée de la composition d'un corps trop froid pour émettre sa propre lumière, en mesurant la réflexion d'une source lumineuse externe, comme le Soleil. On peut différencier ainsi facilement les planètes gazeuses, qui ont un fort albédo, des planètes telluriques qui ont elles, un albédo faible.

[IMG]http://tpe.mars.pagesperso-orange.fr/images/albedo.gif[/IMG]

 

A l'inverse une matière solide ou liquide possède au contraire un albédo caractéristique de sa composition chimique. Par exemple, la glace a un albédo compris entre 0.30 et 0.50 alors qu'un océan a un albédo de 0.07. Or les ondes électromagnétiques visibles et invisibles transmettent de l'énergie. Lorsqu'un corps dont l'albédo est strictement inférieur à 1 reçoit de la lumière, qui contient des ondes électromagnétiques (les ondes infrarouges étant celles qui transmettent le plus de chaleur), un transfert d'énergie s'opère et ainsi le corps se réchauffe. D'où l'idée de diminuer l'albédo des calottes polaires (de 0.77 sur mars) afin d'augmenter l'énergie absorbée. D'après une étude de la NASA, en abaissant cet albédo à seulement 0,73 les calottes pourraient être entièrement vaporisées dans l'atmosphère en 100 ans.

Une méthode pour y parvenir serait de tirer parti du sable noir qui recouvre certaines régions de Mars notamment proches des pôles. On pourrait alors transporter ce sable et le redéposer sur les calottes polaires afin de réduire l'albédo des glaces de ces calottes. Une autre manière d'élever la température de la calotte serait de la saupoudrer d'une substance pulvérulente noire (poudre de charbon) ou de plantes psychrophiles (qui peuvent se développer à des températures comprises entre -10°C et 20°C) fortement pigmentées. Ce projet serait probablement plus simple à réaliser que la construction d'un grand miroir orbital dans l'espace. Le vent risque cependant de perturber d'une manière non négligeable un épandage de ces substances noires, et il est fort possible que les dépôts soient arrachés de la surface des calottes par l'activité éolienne avant d'avoir pu jouer leur rôle. Mais cela comporte un grand intérêt dans la mesure où un sol noir (composé par exemple de cendres) possède un albédo compris entre 0.05 et 0.16.

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