Raïe Aigle.

Les sources chaudes océaniques.

La biosphère (c'est à dire l'ensemble des organismes vivants) n'est pas restreinte à la surface de notre planète. Jusque dans les années 1970, les biologistes pensaient que la vie dépendait tellement de la lumière solaire qu'aucun organisme vivant ne pouvait se développer dans les recoins les obscurs de notre planète. Le Soleil semblait être la seule source d'énergie utilisable par les êtres vivants, que ce soit directement (comme les végétaux qui, grâce au mécanisme de photosynthèse, peuvent fabriquer des composés organiques avec pour seuls ingrédients la lumière du soleil, de l'eau et du dioxyde de carbone puisé dans l'atmosphère) ou indirectement (comme les animaux, qui, incapables de fabriquer leur propre matière organique, sont obligés d'aller la chercher chez les végétaux ou d'autres animaux). La biosphère devait donc se limiter à la surface terrestre, aux basses couches de l'atmosphère et à une tranche d'eau d'une dizaine de mètres de profondeur dans les mers et les océans.

Dans les années 1970, toutes ses considérations ont volé en éclat. Dans un premier temps, les biologistes ont découvert des organismes détritivores par 1000 mètres de fond. Ces derniers s'alimentaient grâce à la matière organique provenant de la mort du plancton de surface. Certes, ils se nourrissaient d'une manière similaire aux organismes de surface, mais leur existence à ses profondeurs avait déjà de quoi intriguer. L'incroyable se produisit en 1977. Cette année là, un petit sous-marin, Alvin, découvrit l'existence d'écosystèmes totalement insoupçonnés, luxuriants et d'une grande beauté, nichés autour de sources hydrothermales sur la dorsale des Galápagos, en plein océan pacifique, à 2600 mètres de profondeur. Deux années plus tard, les fameux fumeurs noirs, ces bouches minérales qui crachent des fluides surchauffés chargés de particules métalliques, furent observés pour la première fois.

Tortue marine et poissons nettoyeurs.

Dorsales et hydrothermalisme océanique.

Les géologues appellent dorsales les zones ou le plancher océanique (constitué de basaltes) se renouvelle. Les dorsales marquent l'endroit ou deux plaques lithosphériques s'écartent. Sous ces régions, le manteau a tendance à remonter, ce qui favorise sa fusion : des poches de magma se forment alors et les laves se frayent un passage à travers la croûte océanique, jusqu'à rentrer en contact avec l'eau de mer. En se refroidissant, elles donnent naissance à des basaltes, qui constituent le matériel de base avec lequel le fond des océans est construit.

Les dorsales sont le siège d'une activité volcanique intense, qui provoque en retour une importante circulation hydrothermale. Au niveau des dorsales, la croûte est soumise à une forte extension (nous avons effectivement vu que ces régions correspondent à des endroits ou les plaques lithosphériques s'écartent). Le plancher océanique est donc zébré par d'innombrables fissures, qui permettent à l'eau de mer de s'engouffrer dans les profondeurs de la croûte océanique.

En cheminant le long des fractures, l'eau de mer se réchauffe petit à petit, s'acidifie, et se charge en sels minéraux et en éléments métalliques aux contacts des roches volcaniques. Des molécules inorganiques, comme le méthane ou le sulfure d'hydrogène apparaissent également. Avant de toucher les chambres magmatiques, le fluide fait demi-tour et repart vers la surface. Lorsque l'eau de mer débouche enfin sur le fond de l'océan, son refroidissement brutal provoque la précipitation massive des éléments qu'elle transportait (la température des fonds océaniques est effectivement de 2°C, contre 350°C pour le fluide à la sortie des cheminées). Ceux-ci retombent en pluie noire sur le plancher océanique, d'où le nom de fumeurs noirs donnés aux évents hydrothermaux. En s'accumulant, les particules finissent par construire de curieuses cheminées qui peuvent atteindre 2 mètres de diamètre et 15 mètres de haut, et par laquelle l'eau chaude continue à sortir. L'eau de mer peut aussi diffuser à travers les roches et rejoindre les eaux froides sans passer par une cheminée. La température du fluide au niveau de ces évents est alors bien plus basse : 20°C à 30°C seulement.

Les dorsales océaniques et leurs édifices hydrothermaux, qui ressemblent à une version neptunienne des Enfers, sont particulièrement propices à la synthèse de matières organiques. Avec un milieu réducteur (favorable à la synthèse de molécules telles que les acides aminés, comme l'a prouve l'expérience de Stanley Miller), des températures et des pressions élevées, de l'eau en abondance, une foule de précurseurs prébiotiques (dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, hydrogène), les cheminées hydrothermales constituent un environnement de rêve pour l'apparition et la complexification de la matière organique. Riche en pyrite, ce milieu est tout indiqué pour le métabolisme de surface, l'hypothèse proposée par le chimiste allemand Günther Wächtershäuser pour expliquer l'émergence de la vie.

Certains scientifiques appellent cependant à la prudence : les hautes températures mesurées au niveau des cheminées seraient plus propices à la destruction des composées organiques qu'à leur synthèse. Pour ces chercheurs, la vie aurait pu naître non pas au niveau des évents, mais sur leurs flancs, où les conditions sont moins agressives.

Poisson Lune.

Les écosystèmes les plus étranges de la planète.

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, les évents hydrothermaux hébergent de véritables écosystèmes, et pas seulement quelques colonies de bactéries passées maître dans l'art de résister aux conditions les plus épouvantables.

Les différents organismes qui ont élu domicile dans ces régions sont disposés de manière concentrique autour des cheminées, cette disposition étant dictée par la variation des paramètres physico-chimique (température, acidité, concentrations en sels métalliques) en fonction de la distance à la source. Les différentes zonations mesurent quelques mètres de diamètre, et l'ensemble disparaît lorsque la source se colmate. De l'extérieur vers l'intérieur, on trouve :

• des crustacées blancs : Galathées.

• des vers logés dans un tube de calcaire : Serpulidés.

• des moules de 20 cm (Calyptogena).

• des pogonophores blancs disposés en buisson.

• des poissons.

• des poulpes.

• des crabes.

Bien entendu, et ce sont surtout elles qui vont nous intéresser, de nombreuses bactéries vivent blotties contre les cheminées hydrothermales. Totalement indépendantes de la lumière solaire, elles tirent leur énergie de l'oxydation d'éléments comme le soufre ou le manganèse (chimiolithoautotrophie). Tout comme les végétaux, elles utilisent le dioxyde de carbone pour fabriquer de la matière organique, la seule différence concernant la source d'énergie : au lieu de puiser celle-ci dans les rayons du soleil, elles emploient au contraire l'énergie chimique mise à leur disposition dans des molécules comme l'hydrogène sulfuré (H₂S).

Poulpe geant.

Chaque type de bactérie a des exigences physico-chimiques bien déterminées. Certaines vivent aux températures glaciales qui règnent dans le fond des océans. D'autres à une température plus clémente, entre 10° à 30°C, dans la zone ou les fluides hydrothermaux se mêlent aux eaux froides de l'océan. Elles servent de nourriture aux organismes filtreurs ou cohabitent par symbiose avec les pogonophores ou les moules géantes. Enfin, au niveau des parois minérales des cheminées se sont installés des bactéries hyperthermophiles, capables de résister aux températures élevées régnant dans cette région. Le record, détenu jusqu'à présent par la bactérie Pyrolobus Fumarii (113°C), vient d'être récemment pulvérisé par une souche qui se sent parfaitement à l'aise à 121°C ! Pour cultiver cette bactérie, il suffit de l'enfermer dans un autoclave, un appareil utilisé dans tous les hôpitaux et laboratoires du monde pour stériliser instruments et milieux de culture. A la sortie, non seulement la bactérie est vivante, mais elle s'est en plus multipliée !

La découverte d'une vie dans les profondeurs océaniques a permis d'étendre considérablement le champ de la biosphère terrestre. Plus récemment encore, des chercheurs ont identifié des bactéries vivant à plusieurs kilomètres de profondeur, dans des basaltes de la croûte terrestre. Cet environnement austère et inhospitalier présente de nombreuses ressemblances avec les évents et les fissures océaniques. Ici aussi, ces bactéries des profondeurs tirent leur énergie de composés chimiques prélevés dans les roches. L'eau, ainsi que le carbone, se fait cependant beaucoup plus rare qu'au niveau des sources chaudes abyssales, et le métabolisme des bactéries est donc extrêmement ralenti : elles ne se reproduiraient qu'une fois par siècle !

Meduse geante.

Le visage trompeur de l'hyperthermophilie.

Il y a des milliards d'années, la jeune Terre devait représenter un milieu beaucoup plus chaud que celui que l'on connaît aujourd'hui. Il semble donc logique de penser que les premiers organismes vivants devaient être spécialement adaptés à cet environnement étouffant. Lorsqu'ils ont découvert les bactéries hyperthermophiles peuplant les évents des dorsales océaniques, les biologistes pensaient avoir mis la main sur l'un des organismes les plus primitifs de la planète (les hyperthermophiles appartiennent d'ailleurs à la lignée des archéobactéries, ce qui suggère d'emblée, et à tort comme nous allons le voir, une origine primitive).

En biologie, les apparences sont parfois trompeuses, et il peut-être risqué d'attribuer une origine primitive à des organismes qui semblent au premier abord mal dégrossis Les hyperthermophiles sont effectivement loin d'être des bactéries archaïques : ce sont au contraire des organismes très spécialisés, qui ont réussi à s'adapter à un milieu extrême après une longue évolution. Leur membrane cellulaire, constituée d'une seule couche, possède par exemple des lipides spécifiques capables de maintenir son imperméabilité, même à haute température. La stabilité des ARN ribosomiaux (constituants des ribosomes, les usines à protéines) et des ARN de transferts (qui, tels des petits camions, transportent les acides aminés jusqu'aux usines d'assemblage ribosomiques) a été améliorée par addition de groupements chimiques susceptibles d'augmenter le nombre de liaisons hydrophobes. L'ADN est également enrichi en cytosine et en guanine (la cytosine, qui se lie toujours avec la guanine, établit trois liaisons hydrogène, contre deux pour le couple adénine - thymine : l'ADN, qui peut être vu comme une échelle, possède alors plus de barreaux, ce qui renforce sa résistance). Enfin, nos championnes des hautes températures fabriquent aussi une enzyme particulière, la reverse gyrase, dont le rôle est d'emmêler la chaîne d'ADN en tout sens, pour former des superhélices capables d'empêcher une dénaturation de l'acide nucléique à haute température. Les bactéries hyperthermophiles des évents sous-marins ne seraient donc pas, comme les scientifiques l'avaient d'abord cru, des reliques des organismes les plus primitifs ayant colonisé la Terre.

Nébuleuse Phantasme.

Une origine spatiale.

Dans la recherche des origines de la vie, la vieillie théorie de la panspermie, dont nous avons déjà parlé, a récemment été remise au goût du jour. Selon cette théorie, la vie viendrait de l'espace, et les micrométéorites, météorites (fragments d'astéroïdes tombant sur Terre) et comètes qui errent dans les immensités insondables de l'espace interstellaire transporteraient des formes de vie primitives, prêtes à émerger de leur long sommeil à tout instant. Aujourd'hui, nombreux sont les scientifiques qui pensent que l'origine de la vie est effectivement à chercher dans l'espace. Avec une petite nuance par rapport au concept initial proposé par Richter : les astéroïdes et comètes n'auraient pas livré sur Terre des organismes complets près à se développer, mais plus simplement une grande quantité de molécules prébiotiques, à partir desquelles les premières cellules se seraient assemblées.

La synthèse de molécules organiques semble être un phénomène très courant dans l'espace. Dans le vide interstellaire, les scientifiques ont recensé à ce jour quelque 120 molécules organiques comportant entre 2 à 13 atomes de carbone. De nombreux corps extraterrestres, comètes, météorites ou micrométéorites contiennent également une foule de molécules organiques plus ou moins complexes. Si ces composés peuvent être délivrés sur Terre, et à condition qu'ils résistent à la traversée de l'atmosphère, alors notre planète a effectivement pu être ensemencée en molécules prébiotiques par des apports exogènes.

Classiquement décrites comme des "boules de neige sale", les comètes représentent de bons candidats pour l'apport de molécules prébiotiques. Ces astres raffinés et élégants sont constitués d'un noyau de glace salie par des composés organiques, et qui commence à libérer de fortes quantités de gaz et de poussière lorsqu'il s'approche du soleil : la comète se pare alors d'une superbe traîne que les astronomes appellent coma.

Au sein des comètes, les scientifiques ont mis en évidence des molécules organiques simples comme le formaldéhyde et l'acide cyanhydrique. L'analyse des particules émises par le noyau montre qu'il contient 30 % de matière organique, avec des atomes de carbone, d'oxygène, d'azote et d'hydrogène (CHON). La structure de ces composés carbonés n'est cependant pas encore définie avec exactitude. Certains affirment qu'il s'agirait de polymères ordonnées, d'autres d'amalgames infâmes, des sortes de goudrons identiques à ceux que l'on peut observer dans les expériences en laboratoire de type Stanley Miller, et dont l'importance pour la chimie prébiotique seraient moindre. Les comètes déposent leurs précieuses molécules carbonées sur Terre soit par le biais des poussières qu'elles dégagent (et qui atteignent notre planète lorsque celle-ci passe dans le sillage de la comète), soit lors des impacts directs avec la Terre, événements très courants peu après la formation du système solaire.

Gaspra asteroide.

Côté matière organique, les météorites ne sont pas en reste. Une classe assez rare de météorites, les chondrites carbonées, renferme effectivement de nombreuses molécules organiques. En 1868, le chimiste Berthelot découvre dans la météorite d'Orgueil, tombée quatre années auparavant en France, des composés aux propriétés chimiques voisines du charbon. La mise en évidence de curieuses structures ressemblant étrangement à des algues avait également fait sensation à l'époque (cette découverte était alors une démonstration éclatante de la théorie de la panspermie). L'analyse de la météorite de Murchison, tombée le 28 septembre 1969 en Australie, montrera également la présence de 70 acides aminés, dont 8 d'importance biologique (c'est à dire rentrant dans la composition des protéines). Plus étonnant encore, il semble que ces acides aminés ne soient pas présents dans des proportions racémiques, mais qu'il existe une légère prédominance des formes gauches (L). L'utilisation exclusive par la Nature des acides aminés de type L trouve t-elle son origine dans cette asymétrie naturelle, qui aurait été ensuite amplifiée par le vivant ?

La source principale de carbone reste cependant les pluies de micrométéorites qui s'abattent continuellement sur notre planète. Chaque année, la Terre recevrait jusqu'à 20 000 tonnes de micrométéorites, contre 10 tonnes seulement de météorites. Ce flux devait être bien supérieur (d'un facteur 100 à 10 000) au début de la formation du système solaire.

Contrairement aux météorites, dont seulement 2 à 4 % sont carbonées (ce sont les chondrites carbonés que nous avons évoqué plus haut), 80 à 90 % des micrométéorites renferment du carbone (le reste étant composé de micrograins cristallins principalement formés de pyroxène et d'olivine). On comprend donc que l'apport en molécules organiques des micrométéorites est tout simplement faramineux : les scientifiques estiment qu'il y a 4 milliards d'années, 30 à 50 000 milliards de tonnes de carbone ont ainsi été délivrés sur Terre !

Les micrométéorites possèdent également des propriétés remarquables. Premièrement, lorsqu'elles rencontrent les hautes couches de l'atmosphère (depuis la thermosphère jusqu'à la stratosphère), elles peuvent induire de nombreuses réactions chimiques. Des pluies intenses de micrométéorites engendrent alors un "volcanisme diffus", le ciel se comportant comme un gigantesque réacteur. Certains auteurs défendent d'ailleurs l'idée que ce volcanisme diffus a considérablement enrichi l'atmosphère terrestre en oxygène (par photodissociation de l'eau présent dans les micrométéorites), et que contrairement à la thèse habituellement défendue, cette molécule n'aurait pas été exclusivement apportée par des organismes vivants il y a 2 milliards d'années.

Plus intéressant encore, chaque micrométéorite peut être vue comme une éprouvette miniature ou une multitude de réactions chimiques peut avoir lieu. Chaque particule est effectivement entourée d'une fine coquille composée de magnétite (un oxyde de fer) mélangé à du verre. Cet encroûtement délimite ainsi un petit espace où les réactions peuvent prendre place. Les molécules sont confinées, ce qui empêche leur dilution (l'un des problèmes majeurs auxquels sont confrontés les chimistes prébiotiques). Les micrométéorites sont également d'une grande richesse chimique : outre de l'eau et de nombreuses molécules organiques, on trouve également des sulfures, des oxydes et des argiles qui peuvent jouer le rôle de catalyseurs chimiques. Les astrophysiciens ont en particulier mis en évidence de la saponite, une argile de la famille des smectites très proche de la montmorillonite, très utilisée dans l'industrie chimique. L'autre catalyseur prometteur est un oxyde de fer hydraté très magnétique, la ferrihydrite (5 Fe₂O₃, 9 H₂O). Cet oxyde est non seulement capable d'adsorber naturellement un grand nombre d'acides aminés, mais aussi de les polymériser pour former des peptides et des protéines. Chaque grain micrométéoritique peut alors être considéré comme un réacteur chimique individuel, dans lequel la vie aurait pu naître.

Vers une version extrême de la panspermie.

Si l'idée que les matériaux extraterrestres ont pu jouer un rôle non négligeable dans l'apparition de la vie sur Terre est maintenant acceptée par la communauté scientifique, certains scientifiques continuent de défendre une version plus radicale de la théorie de la panspermie. Ainsi, le célèbre astronome Fred Hoyle et son collège Chandra Wickramasinghe clament haut et fort que les comètes portent des cellules vivantes.

Hoyle et Wickramasinghe ont étudié les spectres infrarouges d'émission et d'absorption de différentes nébuleuses, avant de tenter de les reproduire en laboratoire. Pour expliquer les spectres observés au sein des nuages de gaz interstellaire, Hoyle a d'abord fait appel à la cellulose, un polysaccharide assez complexe très abondant sur Terre, puisqu'il forme la paroi des cellules végétales. L'astronome défendra ensuite une version plus osée de cette théorie : les spectres s'expliquent non plus par la présence de cellulose, mais bel et bien par l'existence de corps cellulaires.

Halebopp Comète.

D'après Hoyle et Wickramasinghe, l'hydrolyse de l'aldéhyde formique formé au dépend des polysaccharides fournirait assez d’énergie pour faire fondre la glace à l'intérieur des comètes, ce qui donnerait naissance à un mélange de substances organiques et d'eau, une soupe prébiotique cométaire. Des formes de vie élémentaires pourraient alors apparaître dans ces bouillons de culture spatiaux.

Si la croûte organique qui enveloppe la surface des comètes est assez épaisse, des conditions compatibles avec l'existence de cellules vivantes pourraient se maintenir pendant très longtemps. La survie de micro-organismes dans l'espace semble effectivement très limitée, si ces derniers ne sont pas protégés d'une manière ou d'une autre contre la létalité du rayonnement cosmique, de la lumière solaire et du milieu spatial en général.

Dans les années 80, des expériences réalisés dans le module ERA (Exobiological Radiation Assembly) de la navette spatiale américaine ont démontrées l’extrême fragilité des micro-organismes vis à vis du rayonnement UV et du vide spatial. Ainsi, plus de 90 % des spores bactériennes sont tuées en quelques secondes par le rayonnement UV solaire d'une longueur d'onde inférieure à 170 nm. D'après Hoyle, l'encroûtement charbonneux qui recouvre les comètes pourrait jouer le rôle de bouclier, ce qui permettrait aux comètes de déposer sur Terre les organismes vivants nés en leur sein.

L'hypothèse de Hoyle est assez controversé, d'autant que l'astronome s'est laissé emporter par son enthousiasme : d'après lui, l'apparition de la vie sur Terre serait finalement à mettre sur le compte d'une intelligence supérieure, intervenant sous la forme de plaquettes de silicium ...

 

Océane Atlantique.

 

Actuellement, des océans en cours de formation, comme c'est le cas en Mer Rouge, présentent les différentes étapes de formation d'une dorsale. Ces étapes sont au nombre de deux :

1. Le stade rift continental
2. Le stade océan jeune

• les sédiments qui constituent le sommet des blocs basculés et qui sont antérieurs au rifting (sédiments ante-rifting)
• les sédiments disposés en éventails au-dessus des blocs entre deux failles actives qui attestent d'un dépôt accompagnant le basculement des blocs. Ces sédiments sont contemporains de la phase d'extension (sédiments syn-rifting)
• les sédiments qui recouvrent l'ensemble sans être déformés. Ils sont postérieurs au basculement des blocs (post-rifting)

> Fonctionnement d'une dorsale

 

 

La structure thermique des dorsales.

Les dorsales sont caractérisées par un flux thermique élevé. Les relevés sismiques faits à l'aplomb des dorsales montrent l'existence d'un manteau plus chaud que la normale. On peut donc considérer que les dorsales sont des zones de remontée de péridotite asthénosphérique chaude (la péridotite est la roche constituant le manteau terrestre).

 

 

 

Océan, superficie.

 

Remontée mantellique et magmatisme des dorsales.

Dans des conditions normales de pression et de températures, la péridotite est une roche solide. Cependant, au niveau des dorsales, la remontée du manteau modifie ces conditions, ce qui permet à la péridotite de fondre. Cette fusion est appelée "fusion partielle" car seule une partie de la péridotite fond.
Plus la remontée de l'asthénosphère chaude est importante, plus le géotherme croise le solidus et plus la fusion partielle est importante. Donc le pourcentage de péridotite qui subit la fusion est plus important.

La fusion partielle de la péridotite donne naissance à des magmas basiques (type basaltique). Etant donné que seule une fraction de la roche mantellique fond, ces magmas n'ont pas la même composition chimique que la roche d'origine et il existe un résidu de fusion qui est une péridotite appauvrie en certains éléments.

Les dorsales forment un gigantesque système volcanique, en relief par rapport au fond des océans (les crêtes volcaniques ne sont qu'à 2500 m de profondeur alors que les fonds des océans se situent en moyenne à 4000 m). Son développement total est de 60 000 km environ !

Elle émerge parfois, donnant naissance en particulier à l'Islande, un endroit où l'on voit facilement la ride médio-atlantique s'ouvrir, de 2 à 3 cm par an en moyenne (la vitesse moyenne d'écartement d'une dorsale peut aller jusqu'à 16 cm pour la dorsale est-pacifique).

En raison des hautes pressions, les éruptions sont uniquement calmes et effusives. Les coulées apparaissent sous la forme de boules de plusieurs dizaines de centimètres de diamètre, en coussins (pillow-lavas en anglais). Chaque année plus de 20 km³ de magma sont produits des différents centres émissifs. Ce volcanisme, de loin le plus important et le plus productif de la planète, est malheureusement le plus méconnu : chercher une éruption en cours sur les 60 000 km de dorsale revient à chercher une aiguille dans une meule de foin, et personne n'a encore eu la chance de tomber en pleine activité éruptive, à ces profondeurs. La rencontre de l'eau et du feu ne peut que s'imaginer à travers les vestiges passés de telles activités lorsque des pillow-lavas sont mis à jour.

 

 

 

Arrecifes.

 

Evolution du couple lithosphère océanique/asthénosphère.

L'eau océanique froide pénètre dans la croûte océanique par les failles et se réchauffe à proximité de la chambre magmatique. L'eau réchauffée remonte alors vers la surface à des températures élevées.
Cette circulation hydrothermale permet un refroidissement de la croûte océanique. En outre, elle modifie la composition chimique et minéralogique des roches (les minéraux s'hydratent). L'altération qui en résulte entraîne des réactions chimiques qui modifient les propriétés de cette eau de mer et aboutissent à sa transformation en un fluide chaud, très acide et chargé en éléments métalliques(Mn, Cu, Zn, Fe). De retour en surface, ce fluide hydrothermal précipite des sulfures polymétalliques en se refroidissant, en formant des fumeurs noirs.

Par conséquent, on a successivement les réactions:

1. eau de mer + chaleur + roche basaltique = fluide corrosif (H2S + métaux dissous) + roche altérée par hydratation des minéraux
   
   Les minéraux ferromagnésiens des basaltes et gabbros sont transformés en serpentinite (silicate hydraté de fer et de magnésium de couleur verdâtre). Cette transformation des minéraux est une altération (on parle de métamorphisme hydrothermal car cette altération se fait à cause d'une circulation d'eau chaude dans la roche)
2. fluide corrosif - chaleur = sulfures polymétalliques +2H+
   Ces dépôts sulfurés, ou des minerais, sont les équivalents modernes de nombreux gisements métallifères anciens, bien connus sur les continents.

Au fur et à mesure de l'expansion océanique, la croûte et l'asthénosphère se refroidissent. Le sommet de l'asthénosphère se transforme en manteau lithosphérique. Il en résulte un épaississement de la lithosphère. L'augmentation de masse de la lithospère, plus dense que l'asthénosphère, aboutit à son enfoncement dans le manteau entraînant un approfondissement des océans.

 

 

 

Trou dans la couche d'ozone.

 

Le rôle de l'atmosphère terrestre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'Espagne de jour l'Europe le soir.

 

La planète Terre est une boule de matière en fusion dans l’espace. L’espace étant au zéro absolu (-273°C) la planète est refroidie sur une petite surface, un peu comme un lac qui ne serait que légèrement gelé. La chaleur du dessous perce sans arrêt la mince croûte pour s’échapper vers l’espace, ce sont les réactions tectoniques qui provoquent des séismes et des éruptions volcaniques.
Ces manifestations ne s’arrêteront que lorsque toute la chaleur excédentaire résultant de la formation de la planète sera partie vers le froid, quand la Terre aura trouvé son équilibre interne, à notre échelle temporelle ce ne sera pas de si tôt. La surface sur laquelle nous vivons est la surface de séparation entre la planète et le vide spatial, heureusement pour nous, il y a aussi une atmosphère qui nous isole un peu.

En regard des conditions qui règnent à l’extrême dans la galaxie, nous humains avons besoin d’un environnement très spécialisé :

• Les températures dans la galaxie vont de -273°C à plusieurs millions de degrés et nous ne supportons qu’un écart compris entre -30 et +60°C.
• Les radiations qui traversent la galaxie vont des plus petits rayonnements gamma aux plus larges ondes radio : nous ne supportons que la plus petite partie d’entre elles, celles qui sont au dessus des ultraviolets et encore, pas en trop grande quantité.
• Nous ne supportons au maximum pas plus de dix fois notre pression atmosphérique en plus ou en moins, cela ne nous permet même pas d’aller partout sur notre planète alors à plus fort raison dans l’espace, où la pression est nulle, ou sur des corps très massifs où elle est multipliée par cinquante ou cent.

En fait, pour que notre corps fonctionne normalement, nous avons besoin de réunir ces trois conditions : la chaleur, l’irradiation et la pression ainsi bien sûr qu’une atmosphère respirable. La planète Terre est la seule que nous connaissions à ce jour qui réunisse les conditions nécessaires pour notre forme de vie. Voyons maintenant comment elle fait pour les réunir alors que tout l’espace autour tend à les défaire. Et ne perdons pas de vue que toutes sont profondément liées entre elles.

> La chaleur

Une partie de la chaleur vient de l’intérieur de notre planète, cette énergie tendra à baisser continuellement jusqu'à un seuil d'équilibre, à priori rien de ce que nous faisons ne pourra accélérer ou ralentir ce processus.
L’autre partie vient de notre Soleil, cette fois elle tendra à augmenter et nous n’y pouvons absolument rien. Une dernière partie, enfin, infime au regard des deux autres vient des formes de vies, animaux compris, et de leurs activités.

 

 

 

 

 

Océan et nuages.

 

 

Si la chaleur tend à partir vers l’espace, comment ce fait-il que notre planète ne soit pas gelée du côté de la nuit ? Et pourquoi ne sommes-nous pas complètement brûlés par l’énergie du Soleil le jour ? Pour une raison très simple, notre planète est dotée d’une atmosphère, ce qui n’est pas le cas de toutes les planètes, et sa composition est bien particulière. Notre atmosphère joue le rôle d’effet de serre dont nous avons besoin pour vivre, ah bon, l’effet de serre n’est pas nocif ? Et non, par forcément.
Le Soleil diffuse en permanence dans l’espace un intense rayonnement sur plusieurs fréquences dont certaines sont visibles : la lumière. D’autres ne le sont pas comme les ultraviolets (en-dessous du spectre visible) et les infrarouges (au-dessus).

Le bilan radiatif et sa perturbation anthropique : estimation de l’impact de l’effet de serre et de l’effet parasol sur le bilan énergétique de la Terre.
Crédit : CNES, 04/2006 Ces rayonnements traversent l’espace qui nous sépare du Soleil en à peu près huit minutes, traversent en partie notre atmosphère et viennent bombarder le sol ou la mer. Pendant toute la durée du jour, la surface absorbe de la chaleur, et une fois la nuit venue, cette chaleur tend à repartir vers le froid, vers l’espace. Elle s’exprime en infrarouge, ce rayonnement repart à travers l’atmosphère en sens inverse. Mais contrairement à l’aller, une partie importante se trouve alors absorbée et renvoyée pour une moitié vers l'espace pour l’autre moitié de nouveau vers la surface.

C’est ce que nous appelons l’effet de serre, l’énergie est emprisonnée et réchauffe notre atmosphère, même la nuit. Cette chaleur est nécessaire, sur La Lune qui n’a presque pas d’atmosphère, la nuit la température atteint presque celle du vide spatial, une centaine de degrés Celsius en dessous de zéro : invivable. A l’inverse, sur Vénus dont l’atmosphère contient presque exclusivement des gaz à effet de serre, la températures sont de 400°C à 500°C de nuit comme de jour.

Glaces & Fonte.

Qu'est ce que provoque dans l’atmosphère l’effet de serre ?

Ce sont des gaz et des particules, mais pas tous et pas tous de la même manière. Les principaux d’entre eux sont la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, le méthane, l'ozone, le protoxyde d'azote (ou oxyde nitreux) et les halocarbures. Beaucoup d’autres gaz ne causent pas directement l’effet de serre mais par réaction entraînent des modifications, parmi ceux-ci le monoxyde de carbone, les particules soufrées et les halocarbures (encore eux !).
Voici un mini-effet de serre dû à la vapeur d’eau qui est sensible par tout le monde : une nuit d’été sans nuages est très fraîche par rapport à une même nuit avec un ciel chargé ou orageux. C’est la vapeur d’eau des nuages qui vous renvoie des infrarouges source de chaleur mais invisibles.

Il faut que l’équilibre de l’effet de serre soit maintenu au niveau qui nous satisfait, si nous augmentons légèrement la proportion de gaz, ce que nous faisons depuis un bon moment, l’équilibre tendra vers une température supérieure à 15°C en moyenne, qui entraînera une évaporation accrue de l’eau, qui entraînera à son tour une augmentation du phénomène... Jusqu’à ce qu’il trouve un nouveau point d’équilibre certainement très loin de l'état actuel.

 

 

 

 

 

Tempête tropicale.

 

L'irradiation.

 

Elle ne dépend que du bon vouloir du Soleil et de ses caprices plus ou moins périodiques. Tout ce qu’il nous envoie est ensuite filtré par les différentes couches de l’atmosphère notamment l'ozone, comme un gigantesque filtre à café. La composition de celle-ci modifie bien évidemment la nature et la quantité des rayonnements qu’elle laisse passer.
Une chose sûre dans ce domaine concerne la couche d’ozone : elle absorbe les ultraviolets, très énergétiques et très nocifs. En son absence, toutes les formes de vie seraient brûlées vives à part certaines bactéries primitives.

Le champ magnétique terrestre.

Le champ magnétique qui entoure notre planète est dû aux courants électriques qui parcourent le noyau externe, celui-ci étant formé de métaux en fusion (excellents conducteurs) circulant autour d’un noyau interne de fer solide. Ces mouvements sont appelés Dynamo planétaire . Cette dynamo planétaire qui engendre de l’électricité, résulte donc d’interactions complexes entre le noyau externe, le noyau interne et la rotation de la Terre.  Différentes zones du magnétisme terrestre :

le champ magnétique terrestre joue le rôle d’un véritable bouclier. Mais le vent solaire arrive quand même à passer à deux endroits: au pôle nord et au pôle sud.

Le Soleil.

Une des approches les plus intéressantes à cette question touche les variations historiques de la force du champ magnétique de la terre. Depuis 1835 on a procédé à des séries de mesures de la force de ce champ et on a constaté qu’il se dégrade de manière remarquable. Avec les données existants un rapport du gouvernement américain fait en 1965 établi que la date de disparition du champ magnétique se situerait aux alentours de 3991. D’autres estimés faits plus récemment rapprochent cette date encore plus et la situent vers l’an 3100.

Que le champ magnétique de la terre disparaisse dans deux mille ans ou dans deux millions pourrait sembler une question sans intérêt sauf pour le fait que le champ magnétique terrestre a la propriété intéressante de nous protéger d’un grand nombre de radiations qui viennent de l’espace. Entre autres les rayon X et Gamma. En d’autres mots si le champ magnétique disparaît, la vie sur terre deviendra très difficile.

Parmi les scientifiques il y a encore certaines discussions concernant l’interprétation des données dont on dispose. Tous sont d’accord que le champ magnétique se dégrade mais certains croient qu’il s’agit d’une dégradation linéaire (ou en ligne droite), d’autres croient qu’elle suit une courbe exponentielle. L’interprétation linéaire, projetée dans le futur, donne une date de disparition entre trois et quatre mille ans. L’interprétation exponentielle nous donne un peu plus de temps et il situerait la date de disparition vers l’an 11,000. Du coté créationniste on favorise l’interprétation exponentielle. Si on recule la courbe exponentielle dans le passé il suffit de remonter 10,000 ans et le moment magnétique (qui est une des mesures de la force de ce champ) atteint déjà 100 Gauss, ce qui équivaut au champ magnétique d’une étoile magnétique. D’après les calculs qu’on a fait, il faudrait établir 100 Gauss comme une limite extrême puisque la terre ne pourrait pas en supporter plus. Elle éclaterait. Basé donc sur de telles chiffres on peut donc supposer que la terre aurait au plus 10,000 ans. Si on utilise plutôt l’interprétation linéaire pour établir l’origine du champ magnétique de la terre on ne peut reculer que de quelques milliers d’années de plus ce qui n’arrange rien si on considère les exigences en temps de la théorie de l’évolution.

Évidemment les évolutionnistes sont bien au courant de la dégradation du champ magnétique terrestre. Ils acceptent cette dégradation comme étant réelle mais d’après eux ça n’indique pas que la terre ne soit vieille que de 10,000 ans. A leur avis il faut interpréter cette dégradation comme faisant partie d’un cycle d’inversions. Il est connu, par exemple, que bon nombre d’étoiles comme notre soleil ont un champ magnétique dont la force apparaît et disparaît régulièrement selon un cycle régulier. A chaque nouvelle apparition le sens du champ magnétique s’inverse. Dans le cas du soleil ce cycle dur environ 22 ans (Humphreys 1984 : 143), En ce qui concerne le champ magnétique terrestre on croit qu’il serait aussi caractérisé par un cycle plus ou moins régulier d’apparitions et de disparitions.

Ce sur quoi on base cette hypothèse dans le cas de la terre c’est qu’on constate, a divers endroits sur la terre, qu’on retrouve des roches ont une orientation magnétique qui diffère avec celle du champ magnétique qui existe aujourd’hui. L’intérêt de l’orientation magnétique c’est qu’au moment de leur formation les molécules des roches prennent l’orientation du champ magnétique le plus fort de leur environnement, ce qui, normalement, serait celle du champ magnétique de la terre. En retrouvant des roches qui ont une orientation différente de celle du champ terrestre présent on suppose donc qu’au moment où ces roches ont été formées, le champ magnétique de la terre avait une orientation différente de celle qu’il a aujourd’hui.

On se retrouve donc avec trois interprétations possibles des mêmes données. D’abord la courbe exponentielle nous indique, si on accepte une valeur maximale de 100 Gauss (égale environ 1,290 x 1025 J/T unités SI), que la terre aurait au maximum 10,000 ans. Si on se fie sur l’interprétation linéaire (toujours en fixant la valeur limite à 100 G) on ne pourra remonter bien au delà de 300,000 ans, ce qui n’est pas d’une grande utilité pour la théorie de l’évolution. Si, par contre, on adopte l’hypothèse des inversions, la dégradation présente ne représente alors qu’une variation normale qui fait partie d’un cycle plus ou moins régulier. L’origine du champ magnétique, à ce moment là, pourrait facilement remonter à des milliards d’années. La force du champ magnétique terrestre dans cette hypothèse ressemble quelque peu à une balle qui rebondit sur une surface planche. Nous on se retrouverait vraisemblablement, présentement, entre deux sauts sur une section de courbe descendante. A l’idée des inversions il faut aussi rajouter l’hypothèse d’un dynamo dans le noyau terrestre qui alimenterait le champ magnétique comme le fait une batterie dans un jouet d’enfant. On aurait donc ici un mécanisme qui pourrait, possiblemment, prolonger la vie du champ magnétique terrestre assez pour que les exigences en temps de la théorie de l’évolution soient répondues.

Il y a tout de même de sérieux problèmes associés avec cette hypothèse. D’abord c’est un fait reconnu dans le milieu de la géophysique que jusqu’à date on n’a toujours pas proposé, même en théorie, un mécanisme physique qui pourrait expliquer ce qui produit les inversions (Carrington et Gubbins 1979 : 125). Un autre problème c’est qu’il existe plusieurs mécanismes connus qui peuvent causer un changement dans l’orientation magnétique des roches sans l’intervention d’une inversion du champ magnétique de la terre (Jacobs 1962 : 100-101). Entre autres le tonnère, les plissements des roches et certaines réaction physiques ou chimiques peuvent aussi amener un changement d’orientation magnétique dans une roche. Parfois la présence d’un important dépôt de minerai métallique peut aussi amener une importante perturbation locale du champ magnétique. En ce qui concerne l’idée d’un dynamo, même s’il y a eu un grand nombre d’explications proposées, il n’y en a aucune qui ait été acceptée comme satisfaisante jusqu’ici (Barnes 1974:44-45, 1984:110).

Une des conséquences intéressantes de l’acceptation de l’interprétation exponentielle c’est son impact sur la méthode de datage au Carbone 14. Si on admet que par le passé la force du champ magnétique terrestre a été beaucoup plus élevée il faut aussi admettre alors que la production de C14, qui est fonction de la quantité de rayons cosmiques qui atteignent l’atmosphère terrestre, a due être moindre qu’aujourd’hui. En termes simples, plus le champ magnétique est fort, moins il y a de C14 de produit dans l’atmosphère. Étant donné que cette méthode de datage repose sur le postulat que par le passée la production du C14 dans la haute atmosphère a toujours été la même ceci implique que la grande majorité des dates basées sur cette méthode devront être révisées à la baisse. (Barnes 1974 : 23-25, 39-40).

Si on considère donc l’ensemble des données touchant le champ magnétique de la terre il y a de très bonnes raisons de remettre en question l’âge très ancien de la terre. Un tour d’horizon complet de la question exigerait évidemment que l’on parle des autres méthodes de datage courants comme les méthodes de radiodatage à l’uranium, le K/Ar, le Rb/Sr, ou encore le Carbone 14. Malheureusement le temps nous manque ici mais d’après la critique créationniste il y trop de problèmes balayés sous le tapis de l’orthodoxie évolutionniste pour que ces méthodes puissent être considérées fiables. Si la question vous intéresse, vous aurez la possibilité de fouiller plus loin la question à l’aide de mes références (Morris 1974:131-167 ; Flori et Rasolofomasoandro 1974 : 337-372 et Lee 1981). Il faudrait aussi discuter de l’impact de l’hypothèse d’un déluge universel sur la géologie, mais là encore il va falloir se contenter de mes références (Whitcomb et Morris 1961 ; Flori et Rasolofomasoandro 1974:221-292).

Fin d'après midi en Europe.

Le champ magnétique terrestre et sa dégradation.

Le champ magnétique terrestre et sa dégradation dans le temps. En résumé, la vitesse de dégradation laisse entendre que le champ magnétique terrestre (et par implication la Terre aussi) ne puisse être très ancien.

Cette perspective a une conséquence inattendue (et pas encore exploité par le milieu créationniste jusqu’ici à ma connaissance) si on considère que le champ magnétique terrestre n’est pas qu’un phénomène esthétique car il rempli une fonction cruciale, c’est-à-dire nous protèger d’une multitude de types de radiations dans l’espace, en particulier le "vent solaire" qui contient un grand nombre de particules à haute énergie (des rayons X et Gamma entre autres).

Donc, si au moment du Déluge (époque de bouleversements géologiques énormes), le champ magnétique terrestre aurait brièvement vu sa puissance fluctué de manière très important et cela aurait pu avoir comme effet d’augmenter de manière sensible la radioactivité atteignant la surface de la Terre (pendant un période de 6-12 mois ?).

Cette augmentation de la radioactivité à son tour aurait augmenté le nombre de mutations chez les humains et d’autres espèces (les dinosaures tiens…). Le texte classique de Barnes est : Origin and Destiny of the Earth’s Magnetic Field (Creation-Life Publications San Diego - ICR technical monograph #4, 1973 64p.)

On voit immédiatement après le Déluge une diminution de la durée de vie des survivants du Déluge. Coïncidence ??

Une des conséquences intéressantes au scénario proposé par Barnes, où le champ magnétique dans le passé serait de beaucoup plus élevé, est le fait que les radiations provenant de l’espace frappant la haute atmosphère terrestre seraient de beaucoup diminués dans la période avant le Déluge. Cela a une incidence sur le datage au Carbone 14 car cette méthode est basé sur le présupposé que le taux de radiations atteignant la haute atmosphère a toujours été la même dans le passé. Mais si par le passé le champ magnétique a été beaucoup plus puissant alors il en suit que la production de Carbone 14 a été de beaucoup inférieur dans le passé et cela implique que les niveaux relativement inférieurs de Carbone 14 qui sont détectés dans certains artefacts organiques recueillis par des archéologues ne peuvent plus être tenus comme l’évidence d’un grande antiquité. Dans le monde anté-Déluvien, les quantités de Carbone 12 (relativement aux quantités de Carbone 14) dans l’atmosphère seraient donc beaucoup plus élevés et les organismes morts à cet époque nous sembleraient donc beaucoup plus anciennes (avec nos présupposés évolutionnistes) qu’elles ne le sont en réalité.

Globe Solaire.

Modification des champs magnétiques.

Notre représentation du système solaire a évolué. Nous ne le voyons plus comme cette sphère en rotation, immuable et constellée d’étoiles, décrite par nos prédécesseurs, mais comme un système moins stable et plus dynamique.

Les déplacements erratiques de nombreux corps célestes à travers le système, solaire influent sans doute sur l’orbite et l’axe de rotation des planètes.

On a observé que certains changements climatiques coïncidaient avec des modifications du champ magnétique terrestre, mais on ignore encore pourquoi. Il est possible que la brusque disparition d’espèces animales entières (les dinosaures en sont l’exemple le plus connu) ait coïncidé avec de brusques bouleversements du champ magnétique terrestre, désormais prouvés.

Ces modifications ne sont pas des phénomènes perdus dans la nuit des temps géologiques. Les chercheurs ont découvert, dans les cendres de feux de camp d’aborigènes australiens, des preuves irréfutables que les pôles Nord et Sud occupaient des positions très différentes de celles d’aujourd’hui, et une inversion complète des pôles n’est pas exclue non plus. Ces modifications magnétiques, et les bouleversements qu’elles auraient entraînés, dateraient d’une époque relativement récente.

Une inversion soudaine des pôles magnétiques comparable à celle qui s’est produite dans le passé provoquerait une série de séismes le long des lignes de faille tectoniques et de gigantesques raz de marée consécutifs à des bouleversements subocéaniques. Des îles seraient englouties, des régions côtières et des plaines disparaîtraient sous les flots, tandis que des fonds marins surgiraient des profondeurs. De nombreux pays connaîtraient des inondations comparables au Déluge de la Bible. Des prédictions semblables avaient déjà été faites, par Edgar Cayce notamment, mais on ne les avait pas prises au sérieux. Ces nouveaux éléments feront que l’on prêtera peut-être désormais plus d’attention à ces prédictions.

Un basculement axial de la Terre générerait ouragans et raz de marée. De tels bouleversements cataclysmiques se sont sûrement déjà produits dans le passé. Les importants gisements de charbon de la Grande-Bretagne prouvent qu’à l’ère carbonifère la région connaissait un climat tropical, avec de vastes étendues de fougères et de marécages. De même, une grande partie de l’Amérique du Nord était couverte de forêts tropicales humides. A l’inverse, les régions ouest de l’Australie et de l’Afrique du Sud étaient sous les glaces.

Alfred Wegener, dans les années 20, avait avancé une explication fondée sur la dérive des continents, mais elle supposerait une dérive de grandes masses continentales sur des milliers de kilomètres. Le scénario d’un basculement de l’axe de la Terre semble plus plausible, et permet, par exemple, de comprendre comment des troupeaux de mammouths paissant paisiblement dans une Sibérie chaude ont pu être pris dans les glaces après un brutal changement climatique. La congélation fut si rapide que l’on retrouva des fleurs non digérées dans l’estomac de l’un d’eux ! Une thèse opposée soutient que les mammouths ont toujours habité l’Arctique, mais cela est assez improbable, car un environnement aussi défavorable ne pouvait fournir une végétation suffisante à des animaux de cette taille.

Magnetosphère terrestre. 

Dérive du pôle magnétique.

Cette dérive du pôle a pour origine les lignes de champs inverses causées par les courants de convections de la Terre. Il en résulte un champ magnétique quadrupolaire. Lorsque ces flux inverses deviennent très importants, la polarité de la Terre change.

La Terre a déjà changé de pôle durant son histoire. Ces changements de pôles ont lieu à des intervalles de plusieurs milliers à 35 millions d’années. La dernière fois qu’un tel phénomène s’est produit, c’était il ya 730.000 ans, et il semble que nous serions en cours de changement de pôle.

Pour savoir quel pôle avait la Terre dans son existence, on se sert d’anciennes roches volcaniques qui en refroidissant, ont pris le pôle magnétique de l’époque. Ainsi, on peut faire une vrai chronologie des changements de pôle dans l’histoire de le Terre.

Des expériences menées à l’aide de gyroscopes montrent que ceux-ci oscillent après avoir subi l’impulsion adéquate, mais ne tardent pas ensuite à retrouver un nouvelle stabilité dans leur rotation. Ce modèle théorique gyroscopique pourrait être appliqué à la Terre le passage d’un corps céleste (Vénus ou un astéroïde) pourrait donner une impulsion gravitationnelle suffisante pour faire osciller notre planète.

En 1967, l’ingénieur électricien Hugli Brown suggéra que l’axe de la Terre s’était incliné de 90° il y a 7 000 ans à peine. Si sa thèse sur les oscillations polaires régulières est difficile à défendre, celle de la petite oscillation axiale reste fort plausible.

Adam Barber, qui soutint la théorie de Brown dans une brochure intitulée Arrivée d’une catastrophe pire que la bombe H, avait prédit qu’un basculement axial de 135° se produirait dans les prochaines décennies, mais pas avant l’an 2005. Si cette prédiction n’est pas à prendre à la lettre, les écrits de Peter Warlow sur le même sujet, publiés    en 1978 dans le journal de physique, méritent, eux, d’être pris au sérieux.

Son hypothèse est celle d’un basculement axial à 180° les pôles Nord et Sud permutant. il démontra sa thèse à l’aide d’une maquette, et la confirma par une série de calculs. Selon lui, ce basculement se produirait tous les 2 000 ans environ. Warlow, qui, à l’instar de Velikovsky, prend les mythes très au sérieux, soutient que les Égyptiens ont enregistré à quatre reprises une telle interversion des pôles. Les plus récentes auraient eu lieu en 700 et en 1500 av. J.-C., cette dernière date correspondant à celle avancée par Velikovsky, ainsi qu’à celle de la destruction de la civilisation minoenne de Crète.

Lune, satellite naturel.

Scénario catastrophe.

On peut aussi imaginer beaucoup de choses sur les conséquences que pourrait avoir un changement de pôle sur Terre. Les dangers viendraient surtout de ces particules hautement énergétiques émises par le soleil qui sont responsables des aurores boréales, et dont le flux est considérablement augmenté lors des éruptions périodiques du soleil. Le champ magnétique terrestre nous en protège en partie.

Aussi, il a été prouvé que durant l’existence de la Terre, l’intensité du champ magnétique a déjà baissé de 90% pendant des périodes de 5 000 à 10 000 ans, durant des changements de pôle. Les particules émises par le soleil provoquent des réactions chimiques en rentrant dans l’atmosphére (voir aurores boréales), ce qui pourrait endommager la couche d’ozone qui protège les êtres vivants du rayonnement solaire ultraviolet. Lors d’un tel déclin du champ magnétique, les particules émises par le soleil pourraient arriver jusqu’à la surface du globe, ce qui pourrait avoir de graves conséquences sur les organismes vivants.

Gaïa (Aurore australe vue de l'espace.)

Aurores boréales et orages magnétiques.

Orages magnétiques:

Un orage magnétique est une forte diminution de la composante horizontale du champ magnétique terrestre qui est due à l’arrivée, à proximité de la terre, de particules chargées électriquement envoyées par le soleil et crées par une éruption solaire. Lors de ces orages, des aurores boréales et des interruptions de communication radio peuvent avoir lieu (voir d.conséquences).

Aurores boréales:

Elles sont la conséquence visuelle des orages magnétiques. Ce sont des lumières colorées qui correspondent aux raies d’émission rouges et vertes des atomes d’oxygène et des molécules de diazote excitées par les particules hautements énergétiques qu’envoie le soleil. Elles se produisent aux alentours de l’axe magnétique, au pôle sud et au pôle nord, à des altitudes proches de 100 Km dans la Ionosphère. Leurs fréquences et leurs intensités dépendent des cycles solaires, de la rotation du soleil, aux saisons et à l’activité magnétique de la Terre.

On les rencontre plus dans l’hémisphère nord car c’est par là que rentrent les lignes du champ magnétique terrestre et aussi en raison de l’inclinaison de la terre. On les observent surtout au Groenland, en l’Alaska, en Islande ou en Sibérie, mais il est déjà arrivé, lors de périodes très actives du soleil, que l’on ait pu en observer dans le nord de la France. Cependant, on arrive toujours pas à les prévoir avec précision car beaucoup de facteurs rentrent en compte.

Soleil, ça magnetosphère.

Conséquences:

Nous sommes sûrement à des années lumières de savoir les conséquences que peuvent avoir les phénomène dû au magnétisme sur Terre.

Le vent solaire a entre autre une grande influence sur le climat terrestre. En effet, il a été prouvé réçemment qu’il y avait une conjoncture entre le pourcentage de nuages à la surface du globe terrestre (et donc par la même occasion, la température terrestre), et l’activité solaire. Mais cette hypothèse reste très controversée par les scientifiques qui soutiennent que seul les gaz à effet de serre sont responsables du réchauffement de la planète.

L'avenir de l'homme?!...         Peut-être un jour, la Terre?... Telles étaient les questions soulevées par les dialogues du XXIème siècle organisés par l'Office de la prospective de l'UNESCO ce 25 novembre 2006. Des scientifiques reconnus, des hauts responsables, des personnalités incontournables sur ces grands enjeux ont dressé un bilan effroyable de l'état de notre planète tout en espérant que l'humanité saura saisir cette opportunité pour construire une nouvelle civilisation.

C'est Koïchiro Matsura, le directeur général de l'UNESCO qui a ouvert ce cycle de dialogues du XXIème siècle sur un constat désormais clair et indiscutable : nous vivons la première crise écologique globale. Quelques chiffes en témoignent: - la pollution atmosphérique provoque 1,56 million de décès en Asie par an - les espèces disparaissent au moins cent fois plus rapidement que le rythme naturel et de manière irréversible à notre échelle - la biodiversité connaît une crise majeure sous la pression des activités humaines : certaines communautés en Himalaya en viennent à polliniser à la main faute d'insectes... (Michel Loreau, professeur d'écologie théorique à l'UNiversité McGill à Montréal, Canada) - 13 millions d'hectares de forêts sont défrichés tous les ans alors que les forêts contribuent à atténuer le changement climatique. - Les forêts tropicales, qui abritent 70 à 90% de la biodiversité continentale disparaissent pour répondre aux besoins des pays riches tout en exploitant les populations locales qui en sortent appauvries (Francis Hallé, botaniste et biologiste qui a dirigé les missions scientifiques du "Radeau des cimes" sur les canopées des forêts tropicales) - Les catastrophes naturelles aggravent leur bilan avec 900 000 morts dans la dernière décennie et 2,6 milliards de personnes touchées avec deux facteurs : l'établissement de population dans des zones à risque et une occurrence plus forte des phénomènes hydrométéorologiques. - La population humaine a été multipliée par quatre en un siècle, tandis que la consommation d'énergie et de matières premières a été augmentée d'un facteur 10 - Ainsi, la pression de l'humanité dépasse significativement la capacité de notre planète à absorber nos pollutions et à se régénérer : nous utilisons actuellement 1,2 planètes, alors qu’il n’en existe qu’une de disponible (Mathis Wackernagel, directeur exécutif de Global Footprint network et co-créateur de l'Empreinte Ecologique) - La désertification concernera un tiers des terres et touchera 2 milliards de personnes en 2050 à cause du changement climatique induit par les activités humaines. - 2 Milliards de personnes seront en situation de pénurie d'eau d'ici à 2025, probablement 3 milliards en 2050 (Jean Margat, vice-président de l'Association du Plan Bleu pour la Méditerranée et de l'Institut méditerranéen de l'eau) - Le changement climatique accentuera les disparités géographiques dans la répartition des précipitations, augmentant ainsi la pression sur le vivant (Syukuro Manabe, scientifique réputé co-auteur du premier modèle global du climat)

 

 

 

Traces dans le désert...

 

 

En détériorant notre support de vie et en modifiant l'équilibre climatique qui ont contribué au développement de l'humanité, nous compromettons gravement notre avenir : en seulement quelques siècles, nous avons épuisé et gâché des ressources que la Terre avait façonnées pendant des centaines de millions d'années. En effet, la Terre et l'humanité sont souffrants : la planète est notre miroir, si la Terre est blessée et mutilée, c'est nous qui sommes blessés et mutilés soulignait Koïchiro Matsura. Nous devons devenir des symbiotes de la Terre et non pas des parasites (...) c'est de l'excès que notre planète est malade ajoutait le discours de Javiers Pérez de Cuéllar, ancien secrétaire général des Nations Unies qui annonçait simplement il faudra bien changer d'attitude, sinon c'est le suicide collectif. Le ton est donné, les termes sont graves, appuyés et sans équivoques, laisser faire serait immoral comme le souligne Al Gore dans son film Une vérité qui dérange.

C'est pourquoi, il faut lutter sur tous les fronts comme il a été convenu au sommet de Johannesburg en 2002 car pour la première fois de son histoire, l'humanité doit prendre des décisions, faire des choix de civilisation qui vont déterminer son avenir.

Amorcer la décroissance

Haroldo Mattos de Lemos, président du comité brésilien du PNUE a souligné que nous devons faire face à trois défis majeurs pour assurer un développement durable de nos sociétés :

• garantir la disponibilité des ressources naturelles
• ne pas dépasser les limites de la biosphère en ce qui concerne sa capacité à absorber et recycler les résidus et la pollution induits par nos activités
• réduire la pauvreté au niveau mondial

Alors que ces indicateurs sont déjà clairement dans le rouge, le dernier montre la difficulté de ce défi : on ne peut pas réduire la pauvreté des pays les plus démunis sans augmenter inévitablement leur croissance et donc leur consommation. C’est pourquoi, la responsabilité des sociétés occidentales est engagée : nos pays riches consomment trop de biens superflus avec un mode de vie inconcevable à l'échelle de la planète : l’idéal illusoire de nos sociétés de consommation ne peut-être généralisé aux 8 à 9 milliards de personnes qui peupleront la Terre en 2050. Ainsi, pour assurer un niveau de vie décent aux populations les plus pauvres tout en garantissant notre avenir commun, il nous faut rapidement et obligatoirement stopper notre consommation superflue.

Cette alerte n'est pas récente et cela fait plus de trente ans que les scientifiques et écologistes tentent de mobiliser les politiques et l'opinion mais on commence à peine à les écouter, regrettait Dennis Meadows, co-auteur du célèbre rapport du Club de Rome Limits to Growth (1972). Maintenant, les limites de l'acceptable sont dépassées, les Hommes, aveugles, continuent de souiller leur environnement en produisant trop, en consommant trop, en exploitant trop les ressources. En 1972 ce rapport audacieux prônait de ralentir la croissance afin de ne pas compromettre notre avenir, dorénavant, il faudrait entamer une décroissance nette. En effet, la croissance a trop longtemps été désignée comme le remède miracle à tous les maux comme le rappelait Haroldo Mattos de Lemos. Notre développement ne doit plus être synonyme de croissance ajoutait Mostafa Kamal Tolba, ancien directeur exécutif du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE).

 

 

Une civilisation disparue...

Le citoyen, un acteur primordial : entre fatalisme et espoir

Dominique Voynet, ancienne ministre de l'environnement et de l'aménagement du territoire a souhaité remettre l'individu au cœur des problématiques écologiques car nous nous vivons sur une fiction, nous ne croyons pas ce que nous savons tout en rappelant, à titre d'exemple, que la production d'un jean demande 32kg de matières premières et 8 000 litres d'eau, un ordinateur 11 tonnes de matière, que le transport aérien, de plus en plus abordable est pourtant le principal responsable des émissions de CO2 en Ile-de-France (selon la méthode du bilan carbone). Paradoxalement, le citoyen des pays riches est de plus en plus sensible, conscient et informé de la non durabilité de son mode de vie, sans pour autant s’engager à modifier significativement son quotidien. Nicolas Hulot, acclamé par l'assistance a souligné la schizophrénie de l'individu : d'un côté il est tenté (via les médias et les publicitaires) par des biens de consommation de plus en plus futiles, nombreux et à durée de vie courte tandis que d'un autre côté, il lui est demandé d'être éco-responsable. Un constat que je partage avec amertume : notre intelligence individuelle et collective doit prendre le dessus sur cette tentation facile.

La diminution forte et rapide de notre consommation en biens superflus et un mode de vie plus raisonnable resteront les mots d'ordre de ce dialogue pour le XXIème siècle : la décroissance ne doit plus être tabou, consommer ne doit plus être un signe extérieur de richesse : il y a bien d'autres manières de concevoir notre développement passons de la vanité à l’humilité soulignait Nicolas Hulot. De plus, n'attendons pas du progrès technologique qu'il sauve l'humanité, les solutions technologiques existent déjà, et leurs évolutions ne pourront contribuer qu’en partie à relever nos défis, insistait Dominique Voynet.

Au final, le doute n'est plus permis et pourtant nos comportements et nos politiques ne changent guère, or, comme l'indiquait Darwin : ce ne sont pas les espèces les plus fortes ou les plus intelligentes qui survivent mais les plus rapides à s'adapter aux changements. Par conséquent, les intervenants ne cachaient pas que nous allons vivre dans les années qui viennent des changements sociaux, environnementaux plus importants que ceux survenus pendant le XXème siècle...

L'Hydrodinamique terrestre déréglé?

 

 

 

 

 

 

 

Planète Terre, ses oceans.

 

L’ « hydrodynamique extrême » des planètes telluriques.

 

La planète Terre et les autres planètes telluriques se comportent à l’échelle géologique comme des « fluides » dont  la dynamique explique l’évolution, ainsi que les « crises » : éruptions, explosions de gaz, nuées ardentes, tremblements de terre, glissements de terrain. Se déroulant dans des conditions exceptionnelles de température et surtout de pression, l’écoulement de ces fluides est hautement complexe. Il fait appel à des processus polyphasés avec des couplages (thermo)dynamiques entre toutes les phases.

 

Les fluides constitutifs du manteau, sont mis en mouvement par les sources de chaleur résultant de la décroissance d’éléments radioactifs. Le manteau chaud remonte sous la lithosphère et a tendance à fondre, pendant que le magma migrant dans le manteau, en augmente la ductilité. Il s’organise en poches kilométriques ressemblant aux chambres magmatiques. En  approchant la sub-surface elles refroidissent, cristallisent, formant une bouillie dont sont exsolvés des fluides riches en CO₂ et H₂O. Les éruptions volcaniques résultent des différents régimes liés à la séparation dynamique des trois phases du fluide - solide, magma, gaz - avec des lois rhéologiques différentes pour les différentes suspensions : gaz-poussière, gaz-liquide magmatique, liquide magmatique-cristal. Le mouvement entre phases couplées conduit au développement catastrophique d’agrégats qui sont à l’origine d’explosions et de nuées ardentes. L’échauffement du magma induit des circulations hydrothermales qui peuvent conduire à des explosions, en cas d’ébullition.

 

La géodynamique doit donc allier la modélisation des écoulements de fluides polyphasés, l’étude expérimentale des équations d’état décrivant l’interaction  physique et chimique des phases entre elles – ce qui exige de générer au laboratoire les conditions extrêmes de pression permises par les enclumes à diamant -  et les observations géologiques et géochimiques de terrain, à toutes les échelles spatiales et temporelles. Pour ces mesures la sismologie a développé des modèles tomographiques du manteau avec une résolution spatiale impressionnante, qui permet d’identifier les plaques lithosphériques plongeantes dans le manteau inférieur, les panaches mantelliques et les « super-panaches ». La tomographie de la lithosphère continentale révèle une structure complexe où les effets de variations thermiques et chimiques se combinent. La sismologie et ses méthodes, ont fortement bénéficié des interactions entre géophysique, acoustique, optique et mathématiques appliquées.

 

 

Eruption volcanique.

Les études volcaniques et géochimiques ont mis en évidence des périodes pendant lesquelles la lithosphère continentale était plus chaude, les éruptions volcaniques plus intenses, la fusion partielle du manteau plus prononcée, la tectonique des plaques plus ou moins active. Les modèles de convection développés devraient permettre de rendre compte de ces évolutions et de répondre à quelques questions fondamentales sur les différentes étapes de l’histoire thermique et des séparations de phases qui ont marqué la différenciation de la Terre et des planètes telluriques, sur le devenir de notre planète, à l’échelle de l’âge de l’univers, et sur l’anticipation des catastrophes naturelles liées au volcanisme et à la tectonique.

 

         1.4 Les conditions extrêmes de la vie.

 Les conditions  d’émergence de la matière vivante dans les environnements primitifs - Mars ou Terre primitive – posent des questions fondamentales aux spécialistes de l’archéen et aux planétologues. L’existence probable d’un océan martien primitif – suggéré par la mise en évidence de glace d’eau sous les calottes polaires et par la géomorphologie - et, dans celui-ci, des conditions requises pour  une activité biologique, implique de comprendre quel a été le climat passé de Mars, de connaître l’historique des composants volatils de la planète, et d’anticiper la forme que prendraient des marqueurs d’éventuelles traces de vie fossile. Les recherches impliquent le développement de nouvelles missions spatiales, de nouveaux instruments de mesures par télédétection et in situ, et de nouvelles expériences de laboratoire modélisant les évolutions de l’atmosphère et du sol de la planète. L’exobiologie touche également à l'exploration de certains satellites des planètes géantes  - Europe et Titan dont l'atmosphère présente des similitudes avec celle de la terre primitive - et des comètes, à l'évolution chimique dans le milieu interstellaire et à la recherche de systèmes planétaires extrasolaires, de leurs planètes « telluriques » et de leurs zones « d'habitabilité ».

 

Sur Terre l’étude de certains biotopes, où règnent des conditions de température, de pression, de potentiel redox, d’hypersalinité, et/ou des conditions éco-toxicologiques réputées hostiles à la vie, offrent des perspectives fascinantes pour mieux comprendre les limites d’existence des « systèmes vivants » Les systèmes hydrothermaux des dorsales océaniques, par exemple, constituent des écosystèmes qui existent et fonctionnent dans des conditions inimaginables avant leur découverte. Leur découverte renouvelle le questionnement sur les origines de la vie et les réflexions sur l’exobiologie. De nombreux micro-organismes, bactériens pour l’essentiel, y ont été découverts, isolés, mis en culture pour étudier leur résistance et leur adaptation aux conditions extrêmes de pression, de température, de nutriments. L’approche « physiologique » permet de contraindre les mécanismes développés par les organismes vivant pour s'adapter aux conditions de température, salinité (pression osmotique), pression d'oxygène, pH et luminosité des différents environnements terrestre. L’utilisation de la biologie moléculaire a permis de positionner les nouvelles espèces découvertes dans les processus évolutifs et de réaliser des travaux de génie biologique, qui ont conduit à isoler, extraire et produire de nouvelles enzymes thermostables.

 

 

Gaz Méthane.

À coté des processus « individuels », la compréhension du « fonctionnement » des objets complexes dont se préoccupent les Sciences de l’Univers, exigent la prise en compte simultanée de nombreux processus couplés agissant de conserve, sur un domaine de temps et d’espace extrêmement large. À côté d’une conceptualisation originale des échanges et interactions entre les diverses échelles, cela implique une « approche systémique » où celles-ci sont traitées de façon hétérogène – les modèles numériques existant étant incapables de « couvrir » un domaine aussi étendu en des temps compatibles avec l’expérimentation numérique -. Des inférences diverses, tirées de l’observation – assimilation de données - ou de modèles « sous-maille » - éventuellement empiriques -  sont  utilisées pour compléter les niveaux dynamiques manquants et « régulariser » le fonctionnement des modèles.

 

2.1    Structure, dynamique et évolution du noyau terrestre

Le noyau liquide, magnétisé, de la terre – et des planètes magnétisées – constitue un « système couplé » complexe, a priori décrit par des équations classiques, mais hautement non-linéaires. Les premiers modèles numériques 3D de dynamos convectives et le développement de « modèles » analogiques expérimentaux ont récemment marqué un tournant dans l’étude du noyau et de l’origine du champ magnétique terrestre. Si on sait « reproduire » jusqu’à des « phénomènes » paléomagnétiques comme l’inversion du champ magnétique, force est cependant de constater que les paramètres des modèles sont très éloignés de la réalité et donc que ceux-ci ne fonctionnent pas dans le même régime dynamique que le noyau.

Aussi les développements numériques et expérimentaux actuels visent à explorer les régimes dynamiques pertinents grâce à l’étude et la paramétrisation des phénomènes sous-maille. Les implications sont nombreuses : ré-évaluation du couplage noyau-manteau, avec d’importantes conséquences sur la dynamique du système solaire ; contraintes sur les bilans énergétiques, liens avec la circulation profonde dans les planètes géantes, et un fort potentiel de collaborations entre géophysiciens, physiciens, mécaniciens et astrophysiciens. Du côté des observations, le défi est désormais une meilleure séparation des effets magnétiques internes et externes, qui nécessitera une collaboration active entre spécialistes. Les données gravimétriques et géodésiques apportent également des contraintes sur la dynamique du noyau. La précision des données continue à s’améliorer, en particulier grâce à une meilleure prise en compte des effets dus à l’atmosphère et aux océans.

 

 

Trou dans la couched'ozone.

2.2    Le « Système Terre »

Il est maintenant acquis que la compréhension de l’évolution des couches superficielles de la Terre, où réside la biosphère, exige une approche globale intégrant les interactions mutuelle entre l’atmosphère, l’océan, la cryosphère, les sols, les populations animales et végétales, la lithosphère plus profonde,… Ces interactions résultent d’une intrication extrêmement complexe entre processus physiques, chimiques et biologiques. L’interface entre Sciences de la Terre d’une part, biologie et écologie de l’autre, est aujourd’hui reconnue comme un des principaux « challenges » des années à venir.

 

Cela est naturellement vrai pour l’études des surfaces continentales, dont le fonctionnement, qui joue un rôle « sociétal » éminent, fait appel à de nombreux processus bio-géo-chimique, agissant sur une grande étendue d’échelles. Le couplage entre le fonctionnement des sols, des écosystèmes qu’ils accueillent, parmi lesquelles de nombreuses populations de micro-organismes, offrent un exemple d’approche « systémique ». Les sols sont des milieux complexes où interagissent matières minérales, matières organiques, solutions aqueuses, gaz et organismes vivants. Leur fonctionnement, hautement non-linéaire, intègre différentes échelles d'organisation depuis le niveau moléculaire jusqu’à l'échelle du profil ou du bassin versant. Ils participent de façon importante, par la végétation, dont l’effet dépend de la diversité fonctionnelle du couvert et par l’activité de ces populations microbiennes – elles mêmes fortement dépendantes de l’activité de la faune et de la flore à toutes échelles - aux rétroactions qui doivent être prises en compte dans la modélisation climatique, en particulier au niveau « régional ». L'évolution des caractéristiques morphologiques et fonctionnelles des sols, sous différentes contraintes - climat, anthropisation,… - nécessite d’intégrer dans un modèle les différents processus de transferts d’eau et de matières (particules, gaz, polluants), connus en principe, mais dont les constantes de temps restent méconnues : à l’interface avec l’atmosphère, dans l’écoulement superficiel, du fait du système  racinaire,…Le fonctionnement des sols est ainsi étroitement couplé au cycle de l’eau qui traduit les échanges entre océan, atmosphère, continents et calottes polaires en réponse aux variations de flux d’énergie : précipitations, évapotranspiration et ruissellement.

 

Le climat affecte le cycle de l’eau et le contenu en eau des sols en modifiant les précipitations et l’évapotranspiration, le manteau neigeux, les débits des fleuves et l’étendue des zones d’inondation. La variabilité spatio-temporelle de l’humidité des sols et du manteau neigeux agit en retour sur le climat. L’enjeu est de quantifier les flux entre les différents milieux, les transports et le stockage de l’eau. Cela exige des campagnes d’observation internationale utilisant tous les vecteurs disponibles – télédétection spatiale, mesure in situ  aéroportée, mesures de terrains – pour étudier sur l’ensemble des échelles spatio-temporelles pertinentes, les réserves en eau, les précipitations, l’impact du et sur le couvert végétal, de l’anthropisation , etc…. Sur le plan de la modélisation, des progrès sont attendus du couplage entre modèles atmosphériques et modèles de surface continentale (hydrologie + végétation+ action des micro faunes et flores), et de l’assimilation de mesures de télédétection (précipitations, humidité de surface, caractéristiques de la végétation).

 

 

Tempête tropicale.

Les évolutions climatiques, qu’elles soient « naturelles » ou forcées par la perturbation anthropique des gaz radiativement actifs, (p.e. CO₂, CH₄) constituent un champ privilégié de l’approche systémique. La prévision et la quantification des changements, de leurs conséquences régionales et de leurs impacts sociétaux – et donc très localisés –  sont aujourd’hui des points critiques. D’ores et déjà, le couplage de modèles d’atmosphère, d’océan, de glace de mer, de cycles biogéochimiques, de surface continentale (hydrologie et cycles) ont permis d’effectuer des simulations « initiées en 1850 », prenant en compte d’une manière interactive le cycle du carbone (biosphère continentale et océan), montrant un certain de degré de réalisme pour l’évolution du XXième siècle, et mettant en évidence la complexité des rétroactions.  On constate, par exemple par le biais de l’émission et/ou du stockage des gaz à effet de serre, la forte sensibilité du climat aux rétroactions avec la végétation, d’une part, et avec l’érosion et l’altération des roches, d’autre part. En milieu marin, l’interaction des cycles biologiques et géochimiques et le rôles des différents organismes - plancton, micro-plancton, bactéries - dans les cycles élémentaires, permettent d’expliquer certaines corrélations entre le climat et  les épisodes de l’histoire de la Terre où ces processus ont été activés, par exemple du fait de la dérive continentale.

 

Les données paléo-environnementales sont particulièrement riches pour contraindre et décrire la variabilité du climat à des échelles difficilement observables autrement, comme les variations rapides observées dans les carottes de glace durant la dernière période glaciaire. La mesure de ces effets qui utilise des (bio- & géo-) marqueurs variés, exige aujourd’hui une meilleure définition des échelles temporelles afin de quantifier précisément les déphasages entre les différents océans et continents. Elles impliquent également des mesures astronomiques extrêmement fines – flux photoniques solaires, dans diverses gammes de longueurs d’ondes, pour maîtriser les évolutions de la « constante solaire » - et des modélisations sophistiquées des perturbations dynamiques du Système Solaire – orbite et obliquité des planètes.

       

       2.3    Les relations « Soleil-Terre »

Les relations Soleil-Terre sont également conditionnées par le couplage dynamique de nombreux éléments en interaction. Leur étude est d’un intérêt croissant. Dans ce cas, à coté de la compréhension des mécanismes complexes de physique des plasmas qui sous tendent ces interactions – reconnection magnétique, turbulence, transferts d échelle, transports de matière, de quantité de mouvement et d’énergie en milieu non collisionnel - , l’approche « système » vise à développer la météorologie spatiale, avec ses diverses facettes : (i) connaissance du système ("l’expertise"), (ii) la modélisation empirique, par exemple via des indices, (iii) les tests de ces indicateurs, et en bout de chaîne (iv) la prévision. Les trois premiers volets ne peuvent être conduits que par des scientifiques, le quatrième relevant plutôt de services opérationnels. Les divers éléments du système – réservoirs de plasma, couches frontières de nature magnétohydrodynamique, perturbations matérielles induites dans l’espace interplanétaire par l’activité du Soleil, connexion dynamique entre les champs magnétiques terrestre et solaire, processus dynamiques de transport, d’accélération et de chauffage - sont aujourd’hui  mieux maîtrisés grâce aux missions spatiales multi-satellitaires permettant de séparer les effets spatiaux des effets temporels, dans les perturbations de « sous-systèmes » dont la détection à distance est difficile, voire impossible aux échelles de temps nécessaires.  À l’avenir des missions spatiales à proximité du soleil sont indispensables pour  mieux comprendre les conditions d’origine des perturbations qui naissent dans la couronne solaire. Pour construire un « système » de météorologie spatiale, l'enjeu est d'appréhender et de structurer l'ensemble des informations sur ces « sous systèmes » afin de construire un modèle semi-empirique de la chaîne de processus qui va du Soleil à l'atmosphère des planètes.

 

 

Éclipse de Soleil.

       2.4    Les « Systèmes solaires »

Les progrès instrumentaux ont récemment permis d’ouvrir un nouveau chapitre de notre connaissance de l’Univers, avec la détection – une centaine en 6 ans - d’exoplanètes géantes autour d’étoiles proches de la séquence principale, pour la plupart situées à proximité immédiate de leur étoile, au contraire de la situation qui prévaut dans notre propre système solaire. Même si cela résulte d’un biais instrumental, l’étude de ces objets, dont le mécanisme de formation est encore inconnu, enrichit notre réflexion sur la formation des systèmes planétaires, avec le Système Solaire comme objet de référence, et ces systèmes exoplanétaires comme champ d’étude. Dans le proche avenir l’exploration rapprochée de Mercure permettra d’étendre nos connaissances aux planètes situées à proximité de leur étoile. Cela, comme l’étude systématique des exoplanètes,  stimule les travaux de modélisation – sur les processus de collapsus gravitationnel, sur les conditions d’accrétion et de condensation des planétésimaux à différentes distances de l’étoile centrale, sur l’histoire dynamique des systèmes planétaires et sur la structure interne et de l’atmosphère des exoplanètes géantes. Les dernières années ont également vu se développer l’étude des rapports élémentaires et isotopiques dans le système solaire primitif - planètes géantes, comètes et météorites – avec pour conséquence une meilleure maîtrise des processus galactiques qui sont à l’origine ou du moins sont concomitants de sa  formation.

 

        3. Perturbations et crises.

Les « Sciences de l’Univers » sont aux « premières loges » pour aider les sociétés à faire face aux « incidents de parcours », et aux « perturbations » qui affectent les « systèmes » qui gouvernent le fonctionnement de l’environnement, et peuvent conduire à des problèmes de santé, des difficultés économiques ou des crises majeures.

 

      3.1. Perturbations environnementales : impacts économiques et sociaux.

À des échelles de temps commensurables avec celles de l’activité humaine et, en tous cas, avec celles des systèmes sociaux, certaines perturbations « naturelles » ou « anthropiques », constituent des « champs de contraintes » dans lesquels doivent s’exercer les choix politiques fondamentaux : évolution et gestion des ressources, des déchets et, plus généralement des conditions de vie.

 

 

La fonte dans Pôle Nord.

L’accès à de nouveaux vecteurs énergétiques, comme les ressources géothermiques ou les gisements d’hydrates de méthane, font partie des efforts à réaliser dans la perspective du « développement durable ». La caractérisation des sites – aquifères profonds, d’une part, et marges continentales ou pergélisol profond des zones polaires, d’autre part - nécessitent instrumentation, campagnes de terrain – mesure des flux de chaleur, sondage sismique et off-shore  – et  recherches expérimentales pour comprendre leur genèse - altération, dissolution et précipitation de minéraux ou thermodynamique des hydrates de gaz. De façon générale la séquestration profonde des gaz – à effet de serre : méthane, C0₂ -  constitue un programme de recherche important pour maîtriser le cycle global du carbone, avec ses implications énergétiques et ses incidences sur l’évolution du climat.

 

Chaque année, en France, 94 Mt de déchets banaux, 9 Mt de déchets spéciaux, 375 Mt de déchets agricoles, 0.15 Mt de déchets hospitaliers, 130 Mt de déchets du BTP sont traités entraînant la gestion de 3000 sites pollués et une dépense de 1.8% du PIB. La diversité des déchets et des pollutions nécessite une approche inter/pluri disciplinaire incluant les sciences sociales et économiques. La spéciation des éléments toxiques est un processus essentiel pour mieux définir les charges critiques en polluants dans les milieux récepteurs et d’établir des normes de concentration ; cela exige le développement de nouveaux capteurs in situ, fonctionnant en réseau et un effort de modélisation focalisé sur le couplage entre l’hydrodynamique et la bio-physico-chimie. Le stockage des déchets nucléaire de haute activité en formation géologique profonde, nécessite des efforts de recherche en matière de conditionnement – lixiviation des matrices de fixation -, de fragilisation et de fracturation du sol - études pétrophysiques, géophysique en champ proche (endoscopie), géochimiques (spectrométrie du ⁸¹Kr, des isotopes de gaz rares, Sr, O, H), géo-mécaniques -.

Un autre enjeu des Sciences de l’Univers concerne la pollution atmosphérique d’origine anthropique aux échelles locale et globale : augmentation des teneurs atmosphériques de gaz trace  - dioxyde de carbone, méthane, oxydes d’azotes ou de soufre, composés organiques, métaux lourds - ainsi que des aérosols résultant de la condensation des gaz. À l’échelle locale, ces émissions induisent les pics de concentration d’ozone produit par la conjonction de facteurs chimiques, photochimiques et météorologiques. Ces polluants - dont une fraction est nocive - peuvent être transportés sur des distances importantes, subir des transformations physiques et chimiques dans les nuages ou du fait du lessivage par les précipitations. Ils sont susceptibles, même à grande distance, de perturber les écosystèmes (pluies acides), de dégrader les bâtiments ou les œuvres d’art et de poser  des  problèmes de santé publique. À l’échelle globale, elles se traduisent par une augmentation des gaz à effet de serre. L’augmentation de la température qui en résulte semble, dans certains régions, limitée par la présence de teneurs importante en particules d’aérosol qui augmentent la partie réfléchie du rayonnement incident et l’albédo des nuages et ont, sur le climat, un effet opposé à celui des gaz à effet de serre. Ces rétroactions positives ou négatives de la pollution illustrent la complexité du système climatique et des impacts des activités anthropiques.

 

 

Terre & Lune.

L’océan hauturier constitue la plus vaste surface disponible sur notre Terre. Sur celle ci, les conditions météorologiques, les états de mers, la force des courants, l’amplitude des « gyres »,… constituent  autant de paramètres dont la connaissance est fondamental pour les pêcheries, les transporteurs, les services de sécurité,… La maîtrise actuelle des processus dynamiques affectant  le système couplé océan/atmosphère permet de disposer aujourd’hui de systèmes opérationnels de prévision de ces paramètres qui sont amenés à jouer un rôle économique et stratégique majeur. Ce que l’on sait des interactions entre la dynamique hauturière et la production biologique va bientôt autoriser une exploitation plus rationnelle des ressources alimentaires de l’océan hauturier.

L’océan côtier représente 8 % de la surface océanique, 15 à 30% de la production océanique totale et environ 80% de l’enfouissement de la matière organique. Zone de contact entre le milieu terrestre et le milieu marin, le milieu littoral et côtier est un « éco-socio-système » soumis à des intérêts contradictoires et à des enjeux majeurs : ce système fragile accueille, à moins de 100 km des côtes, 40% de la population mondiale et en accueillera 60% d’ici 50 ans ! Les interfaces entre océan et continent  présentent une très forte hétérogénéité spatio-temporelle à toutes les échelles de temps et d’espace et sont soumises à une forte variabilité environnementale, incluant évolutions climatiques et phénomènes anthropiques plus locaux. Réceptacle d’arrivée massive de matières organiques terrigènes, de sels nutritifs et de polluants associés,  l’océan côtier a un rôle essentiel sur les cycles biogéochimiques, et bien sûr sur les ressources nutritives accessibles. La maîtrise du fonctionnement et des évolutions de ces régions implique l’intégration de recherches en sciences de la terre, de la vie et en sciences humaines. Elles impliquent à la fois la dynamique océanique (rôle de la circulation générale et du forçage atmosphérique) et sédimentaire, la  biogéochimie (flux de matières organiques et de contaminants), l’écologie fonctionnelle (structuration des écosystèmes, interactions physique/biologie). Un aspect particulier concerne les modifications du trait de côte (érosion, accumulation, envasement) qui touchent les activités socio-économiques (aquaculture, ostréiculture, pêche, tourisme), et la pollution par les métaux ou les hydrocarbures, qu’ils viennent du continent ou des « marées noires ».

 

 

Lever de Soleil.

3.2 Crises environnementales : aléas, risques, sécurité.
La dynamique des systèmes naturels fait appel à des processus complexes d’interactions entre échelles. L’influence des petites échelles se traduit par des fluctuations dont l’occurrence est « aléatoire », c’est à dire à l’extrême limite de la résolution des mesures et calculs prévisionnels.  Celles-ci peuvent conduire à des instabilités, à des évènements extrêmes et à des crises brutales : séismes, explosions volcaniques, crues, tempêtes, grands glissements gravitaires... Un enjeu important des Sciences de l‘Univers est d’essayer de réduire ces aléas, en améliorant modélisation et système d’observation, de leur assigner un degré de « risques », tenant compte de la configuration du terrain, de son peuplement et des comportements humains en situation critique, de remédier aux dégâts les plus  probables et finalement de proposer des pistes à la gestion de crise, afin d’améliorer la « sécurité » générale de la société. Dans cet effort, les concepts de « susceptibilité » et de « vulnérabilité » sont essentiels : ils essayent de quantifier les effets amplificateurs des situations locales et des comportements humains – défrichage, endiguements, économie de l’habitat et du peuplement - sur les capacités destructrices des phénomènes naturels.

 

Tornade.

La compréhension de l’aléa sismique a bénéficié des travaux récents sur les mécanismes de rupture : l’observation que la redistribution des contraintes statiques provoquées par un tremblement de terre pouvait contrôler la localisation du déclenchement des séismes suivants a ouvert de nouvelles pistes où se combinent rôle des hétérogénéités et lois de friction. L’étude du risque sismique s’est également renforcé. L’enregistrement du bruit de fond sismique permet de cartographier les réponses du sous-sol et de prévoir ce que serait le mouvement du sol en tout point de la surface en cas d’un fort séisme. De fortes amplifications sont dues à la nature du sol des bassins sédimentaires où sont souvent bâties les villes, ainsi qu’à la structure et à l’organisation des bâtiments eux-mêmes. Si la prédiction des séismes reste un enjeu majeur, les succès les plus flagrants en matière de sécurité sismique résident ainsi dans une meilleure prise en compte du rôle des constructions. La détermination de l’aléa volcanique a bénéficié des travaux récents sur la thermodynamique et l’hydrodynamique des écoulements polyphasés et du développement de la tomographie sismique de subsurface. Les recherches sur les risques exigent, dans ce domaine, une approche pluridisciplinaire combinant observations de terrain et auscultation par de nouvelles méthodes : télédétection spatiale, analyses chimique et physiques, imagerie à haute résolution, modélisation numérique et analogique. Le traitement du risque gravitaire (glissement de terrain sur les continents et leurs marges), nécessite à la fois d’identifier les zones potentielles de glissement (télédétection spatiale et aéroportée) et l’étude approfondie de zones susceptibles de déplacement rapide ( ateliers instrumentés). Les facteurs déclenchant, de natures géométrique ou rhéologique nécessitent la convergence de compétences variées (mécanique des fluides et des solides).

 

La prévision météorologique a fait ces dernières décennies des progrès majeurs et est aujourd’hui pleinement rentrée dans l’ère opérationnelle, au moins en ce qui concerne les phénomènes de grande et de moyenne échelle, sur les continents comme sur les océans,  et cela même si des améliorations sont encore à rechercher pour la prévision des phénomènes hautement non-linéaires comme les situations de blocage. L’étude des aléas et des  risques hydro-météorologiques relève encore d’une vaste conjonction d’efforts en vue de synthétiser toute l’information sur le cycle de l’eau aux différentes échelles pertinentes. À grande échelle (10^4-5 km²), cela concerne l’observation – réseaux sol, télédétection et gravimétrie spatiale - et de la modélisation hydrologique - contenu en eau et dynamique – des grands bassins versants, couplant eaux superficielles et souterraines à l’atmosphère et en prenant en compte les activités anthropiques  - usage du sol, irrigation, barrages -. C’est cependant à l’échelle du paysage (10^0-4 km²) que les interactions atmosphère-biosphère-hydrosphère-lithosphère sont les plus étroites et influencées par la topographie, l’usage et la distribution des sols. De nouveaux outils d’observation – réseaux de radars – et de modélisation – météorologique, hydrologique, hydrodynamique, écologique – sont nécessaires pour développer une « climatologie hydrologique » seule en mesure de réduire l’aléa sur le comportement des crues et de permettre une politique d’aménagement et de prévention. Compte tenu de la complexité des processus hydro-météorologiques et de leur forte non-linéarité, des observatoires instrumentés – d’abord dans des régions à risques connus - sont nécessaires pour contraindre les paramètres les plus pertinents – intensité, localisation des pluies, états hydriques du sol, couverture végétale, niveau piézométrique-.

 

Un mot doit également être dit du « risque spatial », au-delà des catastrophes résultant de la collision de la Terre avec des astéroïdes géocroiseurs. L’environnement spatial de la Terre subit également pollution anthropique – les débris orbitaux résultant de l’exploitation de l’espace, qu’il convient d’identifier et de suivre avec des réseaux de radars et de télescopes automatiques -  et des perturbations naturelles résultant des interactions « Soleil-Terre ». Les impacts économiques – usure et pannes des systèmes satellitaires, pannes majeures des systèmes de distribution électrique et des réseaux de communications – et sociaux – irradiation accrue des personnels et des voyageurs embarqués sur des aéronefs, surtout durant les vols transpolaires – sont certes limités mais peuvent présenter des aspects stratégiques qui impliquent de se doter à terme d’un dispositif fiable de météorologie spatiale, susceptible d’anticiper les précipitations intenses de particules chargées à partir de l’état observé du Soleil et de modélisation adéquate.

 

De façon générale les travaux sur les risques naturels nécessitent un renforcement des liens du système de recherche avec les ministères régaliens concernés, en France, comme avec ceux de nos partenaires européens. Cela nécessiterait un grand programme, associant notamment Sciences de l’Univers et Sciences de l’Homme et de la Société, avec des actions ciblées sur les aléas, la vulnérabilité et la gestion des crises.  À coté de la compréhension des processus conduisant à une augmentation de la vulnérabilité des sites, un effort doit être fait pour densifier les observations des phénomènes « à risques » avec l’instrumentation de territoires par des réseaux de capteurs, la mise en place d’observations plus ciblées sur des périodes longues et la réalisation de carte de vulnérabilités. La mise en place de cellules opérationnelles de décision, pour intervenir durant les crises, dont le déroulement doit être soumis à un processus critique, incluant des chercheurs. Sur le plus long terme, la remédiation du risque passe par la mise en place de dispositifs légaux adaptés et par le développement d’une véritable « pédagogie du risque » visant l’information et la formation du public.

 

(Anthropiques): Résultant de l'activié humaine.

Ciudades en el espacio?!...

 

 

 

Tormenta de polvo sobre Marte.

Y el Futuro del Hombre en el Planeta Tierra?!

Contamos ahora con suficiente capacidad tecnológica para establecer grandes comunidades humanas en el espacio: colectividades donde será posible realizar muchas de las tareas y actividades habituales del hombre: cultivar, fabricar, etc. Los beneficios que cabe esperar de nuestra proyección al espacio exterior son considerables tanto a corto como a largo plazo.

La primera reacción ante semejante aserto es de incredulidad: "Pero ¿no queda eso fuera de nuestro alcance?" ¡En absoluto! La colonización del espacio por parte del hombre puede llevarse a cabo, con toda seguridad, sin superar en modo alguno los límites de los recursos disponibles en este mismo decenio. Sin embargo, aun siendo posible, ¿vale la pena? Creo que sí: las razones van desde la más inmediata y práctica -resolver la crisis energética en que estamos inmersos y que progresivamente afectará a nuestro mundo-, hasta la que, a largo plazo, pone en el candelero la cuestión del volumen de la población terrestre y los medios existentes en la Tierra para su sustento; finalmente, una nueva circunstancia de orden no material, fascinante, pero que no puede ser valorada con dinero: la oportunidad de ampliar las opciones del hombre y la diversidad de su desarrollo.

 

 

La fusée Soyuz.

Durante decenas de miles de años los humanos han sido pocos en número e insignificantes en fuerza, en comparación con el entorno físico. No sólo la guerra y el hambre, sino también las plagas venían a diezmar las poblaciones tan pronto como aumentaban sus efectivos; discurrían los siglos y apenas si se notaba incremento alguno en el número de habitantes de la Tierra. Por otra parte, la calidad de la vida parece haber sido muy baja, incluso en tiempos de paz, durante aquellos años preindustriales. Aunque casi por doquier existían minorías privilegiadas detentoras de relativa fortuna, la mayoría de las gentes vivían prácticamente aferradas al yugo de las labores más pesadas y eran notorios y frecuentes los casos de esclavitud. Durante todo ese tiempo le habría sido muy difícil a un observador extraterrestre el comprobar telescópicamente nuestra presencia en la Tierra; nuestro poder y acción sobre ésta era demasiado escaso para hacerse notar.

De pronto, en un lapso de menos de doscientos años, nuestra situación como pasajeros de un planeta gigante, perdidos en su inmensidad e inermes ante sus fuerzas, ha cambiado espectacularmente. La consolidación de la ciencia médica y el rápido desarrollo de la química han hecho que las enfermedades infantiles mortales desaparezcan casi por completo en las naciones más adelantadas, paliando asimismo sus efectos en aquellas que no lo son tanto. Con esto, la población mundial crecía cada vez más, con el consiguiente peligro de agotamiento de las provisiones asequibles en la Tierra.

Al mismo tiempo ha cambiado nuestro poder y facultad de alterar la superficie del planeta. Nuestras actividades pueden transformar la Tierra, y de hecho lo hacen, así como la atmósfera que la rodea. Con cada año que pasa adquirimos un mayor grado de control sobre el medio ambiente, que tratamos de ajustar indefectiblemente a nuestros gustos. Sin embargo, el resultado no siempre es de nuestro agrado.

 

 

Atlantis.

La revolución industrial ha sido el mecanismo determinante del aumento experimentado por nuestro poder físico, y el que ha logrado que, por primera vez, una parte notable de la población humana haya alcanzado un alto nivel de vida. Comodidad, longevidad razonable, libertad de traslación, etc., son productos directos de la industrialización. Con todo, este proceso ha causado igualmente notables daños. Aunque se inició hace sólo doscientos años, menos de una diezmillonésima parte de la edad de la Tierra, sus efectos secundarios han cambiado las condiciones de ésta de modo alarmante. Ha herido, inundado y ensuciado su superficie de manera que muchos juzgan intolerable. El humo y las cenizas de las fábricas de Inglaterra contaminan el aire que flota sobre los fiordos noruegos; agentes nocivos de los grandes complejos industriales del Japón son detectados de vez en cuando entre las nieves de Alaska. No hay apenas ciudad importante que no adolezca de problemas de contaminación de su atmósfera.

Si estos males nos hubieran llegado después de que todas las naciones de la Tierra hubieran alcanzado la categoría industrial, es posible que nos hubiésemos reunido, a nivel de especie, para discutir el remedio y las acciones necesarias para hacerles frente como colectividad. Pero no nos ha cabido tal suerte; y los peligros de la contaminación ambiental son ciertamente menores en comparación con otros también presentes: escasez de alimentos, de energía y de materias primas acechan nuestro futuro, en un momento en que la mayor parte de la raza humana es aún pobre y no es pequeña la proporción de la misma que se halla al borde de la consunción. No podemos resolver el problema volviendo a la sociedad pastoril, libre de máquinas: somos demasiados ya para vivir con los medios que aporta una agricultura preindustrial. En las zonas más ricas del globo dependemos de la agromecánica para producir grandes cantidades de alimentos con una inversión relativamente pequeña de trabajo individual; pero, en gran parte del mundo sólo una labor demoledora de sol a sol proporciona comida suficiente para apenas subsistir. Los países subdesarrollados suman las dos terceras partes de la humanidad; en esos países sólo un quinto de la población está adecuadamente alimentado, otro quinto aparece "solamente" desnutrido, y el resto sufre irremediablemente de malnutrición en alguna de sus formas.

 

 

Nuestro amor por Gaïa.

En esos países la necesidad de aumentar el producto alimentario es desesperada. Cuando la Tierra no puede sustentar a sus pobladores y se extiende el hambre, las enfermedades estragan a los viejos y aún más duramente a los niños, que, afectos de malnutrición progresivamente incapacitante, ofrecen su agonía a sus impotentes padres. En algunas de esas regiones cierto grado de industrialización no es, por tanto, un lujo sino una necesidad extrema. Es trágico que en este siglo XX la satisfacción de esta necesidad quede vetada o retrasada en parte debido a los límites energéticos y materiales de la Tierra.

Si examinamos el proceso que ha reportado a los más de los que viven en el mundo industrializado cierta libertad de movimientos y exención de los trabajos pesados, repararemos que la clave está en el creciente empleo de fuentes de energía artificiales. El desplazamiento a grandes distancias se ha hecho común para gran parte de la población; hace cuarenta años era imposible hasta para los más opulentos. Un transatlántico de lujo de la década de 1930 tardaba varios días en atravesar el océano, y sus máquinas desarrollaban unos veinte caballos de vapor por cada pasajero transportado. El salto aéreo de una orilla a otra mediante reactor lleva tan sólo unas cuantas horas, pero el avión requiere una potencia de varios centenares de caballos en sus motores por cada viajero. Hasta la crisis energética de 1973-74, el consumo de energía aumentaba en Estados Unidos un 7 % anual. La mecanización de la agricultura, la "revolución verde" y el rápido desarrollo de una industria no agrícola en las nuevas naciones depende asimismo de su paso por un período semejante de crecimiento acelerado.

Y les cuesta horrores conseguirlo: nosotros fuimos los primeros en el consumo de la energía, y hemos rebañado hasta el fondo los recursos terrestres de fácil disponibilidad.

 

 

Fuente de Contaminación.

Desde el punto de vista político y moral, a nosotros, países desarrollados, nos alcanza la responsabilidad del saqueo a que hemos sometido la Tierra en los últimos siglos. No es probable, con todo, que ningún país de nuestro mundo desarrollado vaya a reducir voluntariamente su nivel de vida con objeto de compartir las restantes existencias energéticas de la Tierra con las naciones recién eclosionadas. Como demostraré, puede que nos quepa aún una alternativa aceptable: un modo de hacer que fuentes de energía baratas e inextinguibles queden a disposición de las nuevas naciones sin necesidad de claudicación por nuestra parte.
Cualquiera que sea la solución tecnológica de nuestro problema, su validez y lógica habrá de mantenerse durante un largo período de tiempo. Como dijera E. F. Schumacher:

Nada tiene sentido a menos que su continuidad durante largo tiempo pueda ser proyectada sin caer en absurdos... no puede haber un crecimiento generalizado y sin límites... Máquinas cada vez más grandes que implican aún mayores concentraciones de poder económico y que ejercen aún más violencia contra el retorno no representan progreso alguno: son la negación de la sabiduría.

 

 

Cambio climatico.

Estas consideraciones debieran estar presentes en nuestra mente a medida que procedemos a examinar todas y cada una de las sugerencias técnicas contenidas en este libro, y yo me permitiré ordenarlas a modo de guía o de directrices:

1. Toda propuesta de mejorar la condición humana tiene sentido sólo si a la larga encierra el potencial de dar a todo el mundo, sin importar su lugar de nacimiento, acceso a la energía y materiales necesarios para su progreso.
2. Una "mejora" técnica será probablemente más beneficiosa si tiende a reducir más que a aumentar la concentración de poder y control.
3. Toda mejora es valiosa si contribuye y tiende a reducir la escala de las ciudades, industrias y sistemas económicos, de modo que la burocracia pierda importancia y el contacto humano directo sea más fácil y eficaz.
4. Una línea de desarrollo tecnológico estimable debe englobar un período de vigencia útil, "sin caer en absurdos", de por lo menos varios centenares de años.

Hay aún otras necesidades que, a mi juicio, debieran ser satisfechas en el curso del desarrollo de nuestra sociedad industrial para que éste sea real y efectivo. Sería deseable que el ruido y contaminación de nuestros sistemas de transporte fuera alejado de aquellos lugares donde se encuentran nuestros hogares y crecen nuestros niños. Sin embargo, hemos de conservar la libertad de desplazamiento rápido incluso a grandes distancias.

Debiéramos esforzarnos asimismo por dar solución al problema del crecimiento indeseado en nuestros propios ambientes individuales; si sigue aumentando la población, debemos buscar la forma de que pueda hacerlo al tiempo que se conserva la estabilidad de dimensión y densidad de las respectivas comunidades.

Y por último, en tanto batallamos por dar solución a los problemas de orden físico que agobian a la humanidad, debemos darnos cuenta, con humildad, de que no hay panaceas. No hay utopías. La humanidad no cambia; retiene en todo momento su capacidad tanto para el bien como para el mal. A lo más podemos sugerir situaciones cuyos imperativos técnicos harán más fácil que la humanidad se decante por la paz: diversidad antes que represión; humana simplicidad antes que inhumana mecanización. La tecnología debe estar a nuestro servicio, y no a la inversa.

 

 

Tierra y Skilab.

En el último decenio han sido reconocidos cuatro problemas, todos relacionados con el reducido tamaño de la Tierra; se trata de la energía, los alimentos, el espacio vital y la población. Y el último es básico para los otros tres. De ahí que sea necesario el conocer las predicciones de crecimiento de la población humana, y no menos el estimar la confianza que merecen.

Son fundamentales al respecto los estudios demográficos llevados a cabo por el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas. Han sido cuatro ya los intentos realizados en el curso de los últimos veinte años con miras a compendiar las diferentes estadísticas mundiales, a fin de llegar a una predicción válida de las tendencias de crecimiento demográfico. La última vez fue en 1973.
Como punto de partida se conocen dos magnitudes: la población mundial actual (algo más de cuatro mil millones de personas) y el ritmo de crecimiento. Durante varios años éste ha sido del 2 por ciento anual, lo cual supone una duplicación del censo inicial al cabo de treinta y cinco años.
Sin embargo, considerada en una escala temporal de muchos siglos, la tasa de crecimiento de la población ha venido incrementándose continuamente. Ello ha llevado a exposiciones tales como la de Von Hoerner, que revela que el mejor ajuste matemático a la curva de aumento de población hasta 1970, llevaría a una verdadera "explosión": a un número infinito de personas dentro de unos cincuenta años. Este estudio es de gran valor como toque de atención acerca del problema entrañado por el crecimiento, aunque se comprende mejor, y es de más impacto, como declaración fundada de que en el curso de los próximos decenios la tasa de crecimiento debe reducirse, y de manera radical. Para los fines de este libro yo me serviré de las cifras de prospección demográfica de las Naciones Unidas (más conservadoras). La situación es ya de por sí suficientemente grave y no hace falta exagerarla.

 

 

Brasil (lago Fugo)

La población mundial total en 1980 ha sido estimada por el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de las Naciones Unidas en cada una de sus cuatro compilaciones, iniciadas a principios de la década de 1950. Es significativo que en cada una de las sucesivas revisiones la estimación acordada para 1980 haya sido elevada. A medida que la fecha se acerca y las extrapolaciones pueden realizarse sobre una base más exacta e información más precisa, el Departamento constata que sus estimaciones previas han sido demasiado bajas.
Es procedente el desentrañar asimismo qué clase y grado de sesgos pueden haberse introducido en los cálculos del Departamento a consecuencia de inevitables presiones políticas. En el curso de los últimos años han sido numerosas las naciones que han introducido medidas varias de control demográfico, aplicadas bien mediante soborno (como en la India, donde la recompensa que recibe el joven que se somete a una vasectomía irreversible asciende a la cuarta parte de su salario anual), bien por presión social y gubernamental (como en China, donde están prohibidos los matrimonios precoces y le son negados los beneficios y asistencias sociales al tercer hijo tenido por la pareja). Cuando un Estado miembro de las Naciones Unidas notifica al Departamento que semejante programa se halla en vigencia, poco le cabe a éste sino dar la declaración por válida. Sus predicciones, por tanto, reflejan generalmente el supuesto de que los programas de control demográfico serán tan eficaces como se ha previsto. Los riesgos implícitos en semejante suposición quedaron claramente ilustrados en 1977, cuando el control de la población pasó al plano político y el gobierno que lo había propugnado fue derrotado en las elecciones tras largos años de ejercicio. Y el caso es que incluso contando con programas adecuados y efectivos de control demográfico en las naciones subdesarrolladas, el Departamento nos informa de que vamos a ser unos seis mil quinientos millones los pobladores de la Tierra en e1 año 2000. Durante este último cuarto de siglo el incremento será relativamente escaso en las naciones desarrolladas, en tanto que se producirá casi por entero en las más pobres. El Sureste asiático, tan sólo, contará para el año 2000 con más habitantes que el propio mundo en 1970. En general, el tercio de la población humana radicado en las naciones desarrolladas cuenta con una medida adecuada en lo que se refiere a cuidados médicos, educación, alimentos y posesiones materiales, aunque muchas de las naciones más grandes adolecen de graves problemas de desigualdad interna. Para fines de siglo, y de acuerdo nuevamente con las estimaciones de las Naciones Unidas, será aún menor la fracción humana establecida en los países desarrollados. El mundo del año 2000 será, pues, más pobre y más hambriento que el actual.

 

 

Lago fugo (Brasil)

Este aumento de la población parece contradictorio, si reparamos en que las cifras ofrecidas por el Departamento reflejan un supuesto optimista acerca de los programas de control demográfico. Sin embargo, no hay tal contradicción: el incremento previsto será resultado de una distorsión en la estructura social de las naciones más pobres en cuanto a la edad de sus componentes. Los progresos médicos han llegado a ellas hace tan poco que actualmente la mayor parte de la población la componen los jóvenes no llegados aún a la edad de procrear. Incluso si en su momento producen sólo dos hijos por pareja, el incremento demográfico será notable en sus países en el curso de la próxima generación.
Conscientes de ello, debemos reconocer asimismo que para evitar esa súbita plétora humana en el curso de los próximos veinticinco años sería necesario adoptar medidas violentas. No bastaría, desde luego, el limitar a dos hijos la proliferación familiar; se haría probablemente indispensable el recurrir a la esterilización masiva y forzada.
Los estudios realizados por las Naciones Unidas daban por correcto el supuesto de que la tasa de crecimiento demográfico en el mundo descendería hacia finales de siglo; por otra parte, apenas si se atreven a predecir qué ocurrirá después. Con todo, si extrapolamos sus gráficas descubrimos que la cota de los diez mil millones será alcanzada en 2035. Los más de los "nuevos" pertenecerán a las naciones subdesarrolladas y habrán nacido en la pobreza. Procede recordar que ésa es la "buena" noticia basada en la idea de que los programas de control poblacional tendrán éxito.

En esta línea de razonamiento, a medida que transcurra el tiempo, la fracción correspondiente a Estados Unidos en el total mundial irá haciéndose cada vez más insignificante. Para el cambio de siglo sólo una persona de cada veinticinco será estadounidense y sólo uno de cada cincuenta nacimientos se producirá en ese país. En lo que se refiere a la situación demográfica mundial, pues, carece de importancia y es enteramente irrelevante que nuestra tasa de crecimiento propia sea baja.

 

 

Canoas varadas.

Aunque me he valido de las cifras de las Naciones Unidas para estimar el curso seguido durante los próximos decenios por la población mundial, dos razones introducen en el procedimiento serias dudas : las cifras de las Naciones Unidas se basan en el supuesto de que la tasa de crecimiento demográfico se reducirá drásticamente en los países pobres, en parte debido a la industrialización. Existen, no obstante, grandes obstáculos para que efectivamente tenga lugar en esos lugares esa esperada revolución industrial. En segundo lugar, las Naciones Unidas se han revelado excesivamente modestas en sus estimaciones previas; puede, por tanto, que también ahora. Y en tercero, el lograr una inflexión descendente en ese ritmo de crecimiento supone el invertir una tendencia vigente durante por lo menos 2.000 años, y puede que ello no sea fácil.

En los países ricos, la comodidad, abundancia y libertad de opción disfrutadas por los más se han conseguido sólo mediante una elevada tasa de consumo energético. Obtenemos alimentos eficientemente, pero sólo invirtiendo considerable energía en la producción de abonos químicos; nuestros hogares cuentan con luz, corriente y regulación de temperatura ambiental a expensas de la energía; nuestra libertad de desplazamiento depende de la combustión anual de una cantidad de materia que supera con mucho nuestro propio peso.
En Estados Unidos venimos usando de la energía en todas sus formas a razón de unos 10.000 vatios por persona; hasta el advenimiento de la crisis de 1973-74 esta tasa de consumo se doblaba cada ocho años. Pero no todo ese gasto de energía es necesario; sin embargo, nuestra experiencia con ocasión de las restricciones de gasolina impuestas en 1974 nos ha revelado que no puede ahorrarse mucha energía sin que ello conlleve una notable reducción en la libertad de movimientos del individuo. Si la carestía energética se hace crónica, no hemos de olvidar lo que ello significa y no sólo en cuanto a incomodidad y molestia, sino en términos de mera supervivencia en el marco de las naciones pobres. Procede reconocer, por consiguiente, que las medidas de conservación son a lo más de carácter paliativo y que nuestra necesidad de hallar nuevas fuentes de energía seguirá en aumento.

 

 

Embalses secos.

En la actualidad todos somos conscientes, en Estados Unidos, de que se hace imperativa la conservación de la energía. Han sido numerosos ya los programas y planes experimentados en este sentido, pero los expertos dedicados a predecir el consumo futuro de energía apuntan que, en el mejor de los casos, se logrará tan sólo una tasa de aumento inferior a la existente hasta 1974.

Quinientos mil millones de toneladas de petróleo y productos derivados son quemadas anualmente en Estados Unidos y nuestro consumo energético total asciende a unas dos veces y media más. La elevación del nivel de vida de las naciones subdesarrolladas a la altura del que disfrutamos nosotros exigiría otro tanto.
Si todos los habitantes de la Tierra gastaran energía a igual ritmo que nosotros y la obtuvieran en base a las mismas materias primas, es decir, petróleo, carbón, gas y demás fuentes, el total comprobado de recursos petrolíferos mundiales se agotaría en un plazo de cuatro años. Incluso mediante la aplicación de un riguroso programa de conservación, el consumo seguiría siendo tan elevado que si todo el mundo disfrutara de un nivel de vida semejante al nuestro y la energía procediera del petróleo, para el cambio de siglo se habría llegado a una situación tal que las reservas de hidrocarburos estarían totalmente exhaustas en seis meses.

Hay, claro está, grandes cantidades de petróleo no incluidas aún en la lista de recursos "comprobados"; su obtención, no obstante, impondría auténticos estragos en el medio ambiente. En Estados Unidos, donde los grupos ambientalistas o ecologistas iniciaran su movimiento, que ha alcanzado ya considerable impulso, existe honda preocupación por el daño que la explotación de fuentes submarinas, remotas y de bajo grado inflige al medio natural. En lo tocante al petróleo, significa la presencia de torres de perforación en el canal de Santa Bárbara y los riesgos implícitos en la controvertida conducción transalaskiana; en lo que se refiere a hidrocarburos pesados de origen pizarroso o de carbón, supone la devastadora minería a cielo abierto; y si se trata de combustibles nucleares, la extracción y trituración de rocas superficiales en extensas zonas de la orografía occidental.

La base de la revolución industrial ha sido hasta ahora la disponibilidad de abundantes fuentes de energía a bajo precio. Ahora, cuando los costes de ésta se incrementan aceleradamente, la inflación y estancamiento económico de las naciones "ricas" es ya un hecho. En un solo año, 1973-74, el precio mundial del crudo se ha cuadriplicado. Este simple aumento le ha costado a la economía estadounidense más de veinte mil millones de dólares cada año sucesivo.
En los países pobres y densamente poblados la elevación de precios ha tenido consecuencias más graves: a fin de obtener suficientes alimentos para sacar a su masiva población de niveles de hambre, estos países deben pasar rápidamente a una agricultura intensiva. Esta conversión exige una producción de abonos y fertilizantes enormemente incrementada, lo cual a su vez demanda energía.

 

 

USA (agricultura masiva)

Hasta el momento la energía nuclear ha satisfecho sólo una fracción menor de nuestras necesidades energéticas. A medida que los combustibles fósiles se hacen cada vez más escasos y caros, la mayoría de los expertos piensan que nos veremos forzados a contar crecientemente con la asistencia de la energía atómica. Las perspectivas no son, desde luego, atractivas: el estudio preparado por Associated Universities, Inc., ha previsto que en el plazo de tres decenios la mayor parte de nuestra energía eléctrica provendrá de reactores rápidos con moderadores de metal líquido. El problema del desecho de residuos radiactivos no será de fácil solución. Además, semejantes reactores producirán plutonio, con el cual se estaría a un paso de obtener fácilmente una gran cantidad de bombas atómicas. Parece lógico que, en este caso, no habría nación, independientemente de sus dimensiones económicas o políticas, que no hiciera acopio de un verdadero arsenal nuclear; y hay que añadir que ello ocurriría al margen de su estabilidad de gobierno. Grandes cantidades de material fisionable serían movidas de un lado para otro, y casi inevitablemente parte del mismo sería interceptado por grupos terroristas. 

Durante muchos años hemos contemplado la fusión nuclear como fuente limpia de energía; sin embargo, tras veinte años de investigaciones y miles de millones de dólares invertidos no ha habido laboratorio alguno que haya dado prueba de ello. A medida que los conocimientos al respecto han ido aumentando, tanto más evidente se ha hecho que la fusión nuclear dista de ser una auténtica fuente energética limpia, entendiendo por ello aquella que nos libra de los desechos radiactivos: también los produce. Personalmente no creo que el trabajo dedicado haya sido una pérdida de tiempo, pero es importante darse cuenta de que la manipulación segura y eficiente de la fusión nuclear requiere una tecnología mucho más avanzada y problemática incluso que todo lo que se sugiere en este libro.

La energía solar representaría ciertamente una buena alternativa y la mejor solución a nuestros problemas energéticos, siempre, claro está, que estuviera disponible durante veinticuatro horas al día y que permaneciera en todo momento libre de interferencias causadas por las nubes. No es cuestión de desecharla sin más, es cierto, pero sí de admitir que es muy difícil el llevarla a la superficie de la Tierra cuando nos hace falta. En resumen, nuestra esperanza de mejora del nivel de vida de nuestro propio país y de extensión de dicho nivel a las naciones subdesarrolladas depende del hallazgo de una fuente de energía barata y universalmente asequible. Si seguimos atendiendo con inquietud y fundada preocupación al medio ambiente en que estamos insertos, esta fuente de energía debiera hallarse libre de contaminación y accesible sin tener que recurrir al asolador estragamiento de la Tierra.

 

 

Balí.

Podría argüirse que en los países más desarrollados la aminoración de la tasa de crecimiento en lo tocante al consumo energético podría lograrse sin excesiva dificultad ni renuncias apreciables; puede que ello sea verdad, aunque me asalta la incómoda impresión de que acaso exista cierta relación entre la escasez energética, los incrementos de precio y los graves problemas económicos actuales en los países industrializados y grandes consumidores de energía. En aquellos que no han alcanzado aún ese nivel, es decir, donde la revolución industrial está todavía por producirse, los rápidos incrementos de la tasa de consumo son probablemente condición necesaria para su desarrollo. Para lograr el establecimiento de una saneada economía mundial puede que sea necesario, por consiguiente, suponer que las tasas de crecimiento hasta hoy constatadas (de un 7 por ciento aproximadamente en cuanto a la energía) tendrán que continuar. Von Hoemer ha señalado que, de ser éste el caso, la energía que trasmitiremos a la biosfera dentro de ochenta y cinco años será suficiente para aumentar la temperatura media de la superficie de la Tierra en un grado centígrado. Y eso es suficiente para provocar profundos cambios climáticos, de pluviometría, y hasta en el nivel de agua de los océanos. Algunos geólogos opinan, al fin y al cabo, que las glaciaciones de tiempos remotos fueron causadas por cambios de temperatura no mayores que el mencionado.

Creo que Von Hoerner acierta en lo fundamental. Podemos proceder con nuestras propias estimaciones independientes y, a la postre, abocar a resultados similares. Valiéndonos nuevamente de la proyección "optimista" de las Naciones Unidas, para el año 2060 seremos unos trece mil millones de habitantes en la Tierra. Si para entonces las grandes discrepancias de riqueza entre las naciones se han visto en cierto modo y medida reducidas, de manera que todos estemos consumiendo energía a un ritmo equiparable, la tasa máxima tolerable resulta ser mayor que la nuestra en sólo un 3 por ciento por año de crecimiento per capita. El límite "térmico" se revela, pues, real. Puede que lográramos evitarlo, durante algún tiempo, instalando espejos que cubrieran gran parte de la superficie de la Tierra con objeto de reducir la cantidad total de energía solar absorbida. Pero la medida carecería de futuro: cincuenta años más y estaríamos enviando a la biosfera un diez por ciento más que el calor recibido del Sol. Un crecimiento continuo del consumo energético en la superficie de la Tierra es, por tanto, incluso si la tasa de su incremento se modera, uno de los "absurdos" de que Schumacher habla.

 

 

Toxicidad y contaminación.

El profesor Heilbroner ha estudiado las consecuencias de las limitaciones de energía y materias primas recién discutidas, en relación con el desarrollo humano desde el punto de vista político y sociológico. Opina, a mi juicio correctamente, que las gentes seguirán guiándose por los mismos deseos, instintos y temores que han venido dominando la historia del Hombre hasta nuestros días. Desecha la idea de detener la revolución industrial en su nivel presente: "...Las polémicas encendidas en contra del crecimiento no son sino ejercicios fútiles. Aun peor, puede que se orienten en la dirección equivocada... En las zonas retrasadas, esa aguda miseria que es fuente potencial de tanto trastorno internacional sólo puede ser remediada mediante la introducción de rápidas mejoras, inclusive... servicios sanitarios, educación, transporte, producción de abonos, etc."

Heilbroner se revela pesimista sobre las perspectivas de que se produzca un extenso cambio social bien en el sistema capitalista bien en el socialista: "Nos hemos dado cuenta de que la racionalidad tiene sus límites en lo tocante al condicionamiento artificial de un cambio social, y de que estos límites se hallan mucho más próximos de lo que habíamos pensado... también, de que el desarrollo no consigue determinadas metas deseadas ni suprime tendencias no deseadas." En su opinión, de resultas de la creciente escasez de energía y materiales, "...lo probable es que se extienda un clima de "apetencia de bienes". Y en él tendría que producirse una reorganización a gran escala de la participación social, en la peor atmósfera posible, pues cada persona trataría de conservar su posición en un mundo económico contractivo".

 

 

Marte y Luna.

En estas condiciones, Heilbroner teme que el riesgo de una guerra nuclear aumentará notablemente en el curso de los próximos decenios; a causa de la limitación de energía y materias primas, "...el deterioro humano masivo en las regiones más deprimidas solamente puede evitarse con la redistribución del producto mundial y de la energía existente en una escala inmensamente mayor de lo que hasta el presente ha sido siquiera contemplado... y tales transferencias internacionales sin precedentes apenas se pueden imaginar, salvo en presencia de una gran amenaza.
"Con todo, dos consideraciones aportan nueva credibilidad a la posibilidad de terrorismo nuclear: las armas atómicas hacen por primera vez posible semejante acción y las "guerras de redistribución" pueden ser el último recurso de las naciones pobres con la esperanza de remediar su condición".
Incluso si no tiene lugar una confrontación nuclear y la humanidad sigue avanzando a trancas y barrancas durante dos o tres generaciones, Heilbroner estima que el límite de la emisión de calor entraña: "...un reto de igual magnitud para el socialismo que para el capitalismo industriales, el peligro de comprometer, y acaso desmantelar el modo de producción que ha constituido el logro más preciado de ambos sistemas. Además, ese modo de producción debe ser abandonado en un abrir y cerrar de ojos, según se miden las secuencias históricas".

Heilbroner señala que incluso en los decenios inmediatamente venideros nos veremos forzados a gobiernos crecientemente autoritarios: "...el paso por el embudo que nos espera puede que se logre sólo bajo gobiernos capaces de imponer obediencia de manera mucho más eficaz que en una atmósfera democrática... Los dirigentes fuertes proporcionan un sentimiento o sensación de bienestar psicológico que no dan los débiles, de modo que en momentos de crisis y apreturas se eleva la demanda de un gobierno férreo". En fin, el profesor Heilbroner llega a la conclusión de que la libertad intelectual de expresión es casi seguro que se sacrifique a las exigencias determinadas por las limitaciones de energía y materias primas: "...supongamos... que sólo un régimen autoritario, o posiblemente sólo uno revolucionario, sea capaz de montar la inmensa tarea de reorganización social necesaria para evitar la catástrofe..., ¿acaso no considerarían impertinente, y hasta onerosa para la gran mayoría la "autoindulgencia" de la libre e irrefrenada expresión intelectual, las gentes de semejante sociedad amenazada?"

Existe, por supuesto, una alternativa frente al crecimiento industrial. Es concebible que después de una serie de catástrofes la humanidad adoptará una forma de sociedad estática. Esta alternativa, civilización de "estado inamovible", fue considerada por J. W. Forrester, director del equipo de análisis de sistemas del Instituto de Tecnología de Massachusetts, que, auspiciado por el Club de Roma, publicó el documento "Limits to Growth" (Límites al Crecimiento). Por el hecho de haber llamado la atención sobre las consecuencias de un crecimiento exponencial en un medio finito, este grupo, a mi entender, desempeñó un gran servicio. Algunas deficiencias de detalle del modelo informático utilizado son comparativamente insignificantes. Forrester no veía más alternativa viable que un rápido cambio de nuestra civilización actual a la modalidad de estado constante. Heilbroner llega a una conclusión similar: "En nuestro descubrimiento de culturas "primitivas" que viven su historia de modo atemporal puede que hayamos dado con la más importante lección objetiva para el hombre futuro."

Un orden mundial de estado constante no tiene por qué ser primitivo; por ejemplo, el mundo inca del Perú previo a la Conquista reflejaba una sociedad rígidamente estructurada y dictatorial que satisfacía la condición de estado constante. El campesino del Imperio inca vivía su vida con todos sus deberes y responsabilidades rígidamente especificados, y al morir dejaba un mundo prácticamente idéntico al que había hallado al ingresar en él. Casi todas las sociedades estáticas se ven obligadas a suprimir, como autodefensa, las ideas nuevas. En palabras de Heilbroner: "La búsqueda de conocimientos científicos, el deleite en la herejía intelectual, la libertad de ordenar a placer la vida propia no es fácil que encuentren lugar en una sociedad estática orientada conforme a la tradición..."

 

 

Nave espacial (NASA)

El profesor Heilbroner es franco al admitir que "...muchas de las conclusiones de este libro me han causado a mí mismo gran dolor... las perspectivas humanas, tal como las veo, no concuerdan ciertamente con mis preferencias e intereses". Y finalmente, "si, por tanto, con la pregunta, ¿hay esperanzas para el hombre?, queremos saber si es posible enfrentar los retos del futuro sin pagar por ello un precio dramático, la respuesta debe ser: no, no existe tal esperanza".

L'homme sur Mars?!...

Planète Mars Les contraintes d'un voyage vers Mars. Une mission humaine vers Mars pose de nombreux problèmes. On ne peut pas en effet prévoir, dans l'état actuel de nos connaissances, les effets sur un organisme humain d'un vol aussi prolongé que le vol vers Mars. En moyenne, un aller simple vers Mars prend entre 6 à 9 mois. L'homme n'a pas séjourné plus de 14 mois dans l'espace, ce record étant détenu par le cosmonaute Valeri Poliakof à bord de la station spatiale Mir. Cela indique certes que l'homme doit pouvoir supporter sans trop de dommage un voyage vers Mars, mais cela ne nous donne aucune indication sur ce qu'il risque de subir et d'éprouver une fois à la surface de la planète rouge. Que savons nous finalement d'un vol prolongé en absence de pesanteur, des conditions de travail à la surface de Mars et de la capacité des astronautes à supporter un retour à la gravité terrestre après un séjour de plusieurs années dans l'espace ?   Gravité zéro ! Le mal de l'espaceL'élément le plus important à prendre en compte lors d'un vol spatial n'est autre que l'apesanteur. L'absence de pesanteur a d'abord un effet important sur le sens de l'équilibre. C'est l'oreille interne, grâce aux otolithes, (de petites particules de calcium qui se déplacent librement sous l'effet de la gravité et dont la position est connue par l'interaction avec des cils) et aux canaux semi-circulaires, qui nous permet de positionner la verticale et de ressentir les mouvements de notre corps. En apesanteur, l'oreille interne ne fonctionne plus correctement. Les signaux qui proviennent des yeux et des canaux semi-circulaires indiquent au cerveau que la tête vient de tourner. Mais les otolithes ne donnent pas confirmation, car leur action dépend de la gravité. Les astronautes ressentent alors différents symptômes : cela va du mal de tête au vomissement avec nausées, en passant par une étrange et désagréable sensation de désorientation. C'est le fameux mal de l'espace (SMS ou Space Motion Sickness). Ainsi, pendant les toutes premières heures de la mission, les astronautes peuvent très bien ne pas être à même de réaliser certaines tâches qui demandent de la concentration et une bonne forme physique. Le mal de l'espace est en général temporaire et l'homme s'adapte plus ou moins rapidement à son nouvel environnement (les symptômes commencent par s'intensifier au bout de quelques heures pour disparaître généralement en deux jours). De plus, au bout de plusieurs vols de longue durée, le mal de l'espace a tendance à diminuer d'intensité. Mais on a mentionné des cas ou il réapparaît pendant une mission de longue durée. Enfin, le mal de l'espace ne semble toucher que la moitié environ des astronautes. Il est important de noter ici qu'il existe une grande variabilité dans la tolérance d'un individu aux conditions régnant dans l'espace. Même remarque en ce qui concerne la réadaptation à l'environnement terrestre, une fois la mission terminée... Lors du retour sur Terre, les astronautes ont du mal à maintenir une posture correcte, surtout avec les yeux fermés. Les effets semblent être proportionnels à la durée de la mission. Dans les cas les plus graves, les astronautes ressentent des vertiges lorsqu'ils tournent sur eux mêmes ou pendant des mouvements rapides de la tête. Certains vomissent même dès qu'ils bougent un peu trop la tête. Ces effets sont assez inquiétants. Que va-t-il se passer lorsque les astronautes vont débarquer à la surface de Mars et retrouver une certaine gravité, après un an en apesanteur ? Il se pourrait bien que pendant quelques jours, les premiers martiens ne puissent rien faire d'autre que rester couché, en attendant que cessent les désagréables symptômes d'une réacclimatation à la gravité. Pour eux, il serait bien trop dangereux de conduire un rover ou de manier du matériel fragile et sensible. Combien de temps faudra-t-il attendre avant qu'ils ne puissent travailler efficacement ? Quelles sont les mesures qui permettraient de lutter contre ce problème ? Autant de questions pour lesquelles nous n'avons pas vraiment de réponse et qui devront être prises en compte avant de lancer l'homme vers Mars.     Atmosphère de Mars Fragilisation des os L'un des effets les plus fâcheux de l'apesanteur concerne les os. Sous gravité zéro, la colonne vertébrale grandit (les astronautes gagnent quelques centimètres). Le calcium et certains sels minéraux (phosphore) quittent les os (ostéoporose) et ceux ci se fragilisent considérablement (surtout les os qui portent le poids du corps). Par exemple, la quantité de calcium présente dans l'urine des astronautes qui ont participé à la mission Skylab avait augmenté de 60 à 100 %, ce qui représentait une perte moyenne de presque 0,5 % par mois. Les niveaux élevés d'acide urique, de calcium, de phosphore et de potassium dans l'urine peuvent aussi conduire à l'apparition de calculs rénaux. Extrêmement douloureux, ils peuvent rapidement devenir incapacitants. Dans les cas les plus graves, ils aboutissent à un blocage de l'urètre, ce qui nécessite alors une intervention chirurgicale. Pendant un vol spatial, un problème de ce genre pourrait compromettre la mission, d'où l'importance d'avoir à bord un astronaute ayant des compétences en chirurgie et possédant le matériel approprié. Une nourriture riche en calcium, des exercices physiques quotidiens intenses et réguliers, ou le port de pantalons spéciaux (pantalons pingouins) faisant travailler tous les muscles permettent de lutter contre cette décalcification des os. Atrophie musculaireSur Terre, les muscles maintiennent leur fonction, leur masse et leur force en s'opposant en permanence à la gravité terrestre. En apesanteur, certains muscles ne servent plus à rien (n'ayant plus rien à supporter), et commencent à s'atrophier. L'atrophie musculaire réduit l'habilité, la force, la locomotion et le maintien d'une posture correcte. C'est également la source de douleurs musculaires et ligamentaires. Les effets peuvent persister plusieurs semaines ou même quelques mois après le retour sur Terre. Des exercices physiques (tapis de courses, vélo, appareils de musculation) intenses et quotidiens permettent de lutter contre l'atrophie musculaire, sans cependant la stopper complètement. Le principal problème avec l'atrophie musculaire concerne le retour sur Terre. On observe une incapacité des astronautes à rester dans la position debout. Les muscles des jambes, qui normalement contribuent à la circulation du flux sanguin vers la tête, n'ont plus assez de force pour jouer leur rôle. C'est pourquoi les cosmonautes de la station Mir qui rentrent sur Terre sont transportés dans une position assise dès qu'ils sortent de leur Soyouz. Ils ne pourraient pas supporter d'être debout (intolérance orthostatique). Une fois sur Mars, les astronautes retrouveront certes une gravité, mais elle sera bien plus faible que la gravité terrestre. La gravité martienne ne vaut qu'un tiers de la gravité terrestre, et un homme de 60 kg ne pèse plus que 19 kg sur Mars, le poids d'un enfant qui possède néanmoins la force physique d'un adulte. On pourrait penser que cette baisse de la gravité est plutôt un avantage. Mais il ne faut pas oublier qu'à moins que le vaisseau ne soit équipé d'un système de pesanteur artificiel, les astronautes viennent de passer de nombreux mois sous pesanteur zéro. Et le retour à une gravité, même aussi faible que la gravité martienne, sera très dur ! Ce sera malheureusement le moment ou l'activité physique sera particulièrement intense, car il s'agira d'assembler la future base martienne. Le moindre mouvement demandera un effort de volonté et la fragilité des os pourra causer des fractures mal venues.     Volcans sur Mars Action sur le système cardio-vasculaire Sur Terre, la gravité force le sang à s'accumuler dans la partie inférieure du corps. Les battements du cœur, la contraction de certains muscles des jambes et les valvules situées au niveau des veines contrarient ce phénomène. En apesanteur, ces mécanismes disparaissent, et on observe alors une redistribution de la masse sanguine. Une importante quantité de sang (1,5 à 2 litres) quitte les membres inférieurs pour s'accumuler au niveau de la partie supérieure du corps (région céphalique, thoracique et cervicale). Les astronautes ont l'impression d'avoir des jambes de poulet alors que l'afflux brusque de sang au niveau de la tête se traduit par une sensation de bien être. L'organisme humain va interpréter cette irrigation importante de la partie supérieure du corps comme une augmentation du volume sanguin. Effectivement, les oreillettes du cœur, qui comportent des capteurs sensibles au changement de volume (des volorécepteurs), vont se dilater. Les volorécepteurs, excités par la dilatation des oreillettes, vont diminuer en retour la sécrétion de l'hormone antidiurétique (ADH) par l'hypophyse. Il y aura alors une élimination urinaire massive (fuite d'eau et de sels minéraux) et une diminution de la sensation de soif. Si l'état d'apesanteur ne modifie pas de manière critique le rythme cardiaque et la tension artérielle, et si la perte liquidienne dont nous venons de parler constitue l'une des adaptations à la microgravité, il n'en reste pas moins que l'appareil cardio-vasculaire fonctionne dans des conditions anormales pendant le vol spatial. Une fois revenu sur Terre, certains effets se font ressentir, même si l'appareil cardio-vasculaire finira par retrouver des conditions normales de fonctionnement. Le cœur bat plus vite, pour compenser la diminution de volume sanguin. Le sang s'accumule de nouveau dans la partie inférieure du corps et quitte le cerveau, ce qui conduit à des faiblesses et même des évanouissements dans la position debout (instabilité orthostatique). De nouveau, il faudra répondre à certaines questions : l'intolérance orthostatique posera-t-elle un problème une fois sur Mars, dans les premiers temps de la mission ? Des combinaisons anti-G (identiques à celles utilisées par les pilotes de chasse pour empêcher le sang de quitter la tête pendant les manœuvres à haut facteur de charge) seront-elles nécessaires ? Le système cardio-vasculaire retrouvera-t-il une activité normale lors du retour sur Terre, après un voyage de 2 à 3 ans ?   Diminution du nombre de globules rouges La diminution du volume sanguin en apesanteur est également accompagnée par une diminution du nombre de globules rouges, une sorte d'anémie spatiale (10 à 15 % de globules rouges en moins et même plus suivant la durée de la mission). Après le retour sur Terre, il faut de 6 à 8 semaines pour retrouver une situation normale. Ce type d'anémie ne compromet pas la santé ou les performances d'un équipage. Mais associée à une diminution du volume sanguin, cette situation présente des risques dans le cas de blessures ou d'hémorragie pendant le vol. Nous ne savons également rien des phénomènes qui peuvent affecter l'érythropoïèse (la formation des globules rouges) pendant un voyage de longue durée. Le vaisseau spatial devra comporter des réserves de sang et l'équipage devra être capable de réaliser des transfusions sanguines. L'étude d'un substitut sanguin pour pallier à des pertes importantes pourrait aussi être nécessaire.   Affaiblissement du système immunitaire Les globules blancs, responsables de la défense de l'organisme, sont également touchés lors d'un vol spatial. Le système immunitaire voit effectivement une diminution très nette du nombre et des fonctions (réactivité, prolifération dans le cas d'une attaque) des lymphocytes T, une variété de globules blancs impliqués dans l'immunité à médiation cellulaire. Ce phénomène devient préoccupant s'il y a le moindre risque d'infections. En apesanteur, les bactéries, les virus ou les champignons microscopiques flottent bien plus longtemps dans l'air que dans un environnement soumis à une gravité (artificielle ou non). Des filtres devront être utilisés autant que possible pour purifier l'air. Pour l'instant, aucune infection aggravée par une baisse des capacités du système immunitaire ne s'est produite en vol. Mais le risque existe. La sensibilité à des infections pendant le voyage vers Mars et les risques encourus lors du retour sur Terre ne sont pas à prendre à la légère. Notons que là aussi, la situation est réversible une fois revenu sur Terre et le système immunitaire retrouve son état normal.     Traces sur Mars Action sur le système respiratoire L'étude des effets de l'apesanteur sur le système respiratoire constituait l'un des thèmes abordé lors de l'expérience Neurolab emporté par la navette spatiale américaine Columbia en avril 1998. Sur Terre, lors d'une inspiration, le volume qui pénètre dans la partie supérieure du poumon est deux fois plus élevé que celui qui pénètre dans la partie inférieure. En apesanteur, on n'observe rien de tel, et la respiration est homogène. C'est la même chose pour la quantité de sang capillaire qui irrigue les poumons. Le volume pulmonaire (en rapport avec la concentration des gaz présents dans le sang) diminue, le mécanisme respiratoire faisant intervenir de manière plus importante l'abdomen.   Gravité artificielle : la solution finale à tous vos problèmes ? La seule manière connue de rétablir un semblant de gravité dans un vaisseau spatial est de le maintenir en rotation autour d'un axe. Cette idée a été émise (comme beaucoup d'autres) par Tsiolkovski, le pionner russe de l'astronautique. Il est clair que l'établissement d'une gravité artificielle combiné à la pratique d'exercice physique permettra de combattre les principaux inconvénients d'un vol de longue durée dans l'espace. Elle ne devra pas forcément être égale à la gravité terrestre. Pendant la dernière partie du voyage, elle pourra être progressivement amenée à 1/3 de la gravité terrestre, pour simuler les conditions à la surface de Mars. L'adaptation à l'environnement martien sera alors facilitée. La gravité jouera aussi un rôle en plaquant les particules qui flottent dans l'air (en particulier les germes microbiens). Cependant, sa mise en œuvre n'éliminera pas certains problèmes psychologiques et physiologiques. Le danger des radiations sera toujours présent. Les forces de Coriolis qui apparaîtront dans le vaisseau en rotation pourront causer des désorientations, par action sur le système vestibulaire dont nous avons déjà parlé. Si un membre d'équipage marche latéralement à la rotation, deux forces s'appliqueront à son corps, ce qui amplifiera le problème. Il faudra apprendre à vivre dans un milieu en perpétuelle rotation et savoir se déplacer avec, contre ou perpendiculairement à la rotation, sans compter le problème du passage entre des régions mobiles et des régions fixes ! Il semble cependant que plus les parties mobiles sont loin de l'axe autour duquel elles tournent, plus les problèmes diminuent d'importance. Mais dans ce domaine, de nombreuses expérimentations restent à faire. Il faudra par exemple déterminer très précisément les caractéristiques de la gravité artificielle (niveau de gravité, période de rotation, durée dans le temps).     Bruyard sur Mars Danger : radiations ! Dans l'espace, les astronautes pourraient être exposés à des rayonnements particulièrement dangereux. Les risques de cette exposition sont nombreux : mutations, cancers, diminution de la durée de la vie, cataracte. Pour la suite de la discussion, nous exprimerons les doses de radiation en utilisant le REM, une unité couramment utilisée aux Etats-Unis. En Europe, nous utilisons plutôt le Sievert, 1 Sievert étant égal à 100 rems. Dans la navette spatiale ou dans la future station spatiale internationale, l'équipage est soumis à un rayonnement de 30 millirems par jour (l'équivalent de deux radiographies de la poitrine par jour). Par comparaison, une personne vivant dans une région au niveau de la mer reçoit seulement 100 à 150 millirems par an (soit 1% du rayonnement en orbite). La dose approche les 200 à 300 millirems pour une personne vivant en altitude, dans une région montagneuse par exemple. Le rayonnement que l'on reçoit de manière naturelle sur Terre provient de la radioactivité des roches et des particules secondaires issues de l'interaction du rayonnement cosmique avec la matière. Notez ici que ce rayonnement naturel joue un rôle bénéfique en stimulant les mécanismes de réparation dont le corps dispose pour lutter contre les effets destructeurs des radiations. A partir de quelle dose les effets néfastes commencent-ils à apparaître ? Une personne soumise à 75 rems ne présente pas de troubles de santé. Entre 75 et 200 rems, certaines personnes commenceront à présenter des symptômes (vomissements, perte d'appétit, fatigue), alors que d'autres continueront à bien se porter (il existe effectivement une large plage de tolérance entre les individus). Si la dose dépasse les 300 rems, plus aucune personne n'échappe aux symptômes. La mortalité apparaît également à ce niveau. 50 % des personnes meurent à 450 rems, 80 % à 600 rems. Une dose de 1000 rems est toujours létale. Ces effets sont ceux que l'on peut observer lorsqu'un individu est exposé brièvement à une forte dose de radiations. A part les cas extrêmes, il est possible de récupérer après quelques semaines ou quelques mois, le temps pour les systèmes de réparation d'intervenir. Mais il faut prendre en compte un autre risque : celui de développer dans les années qui suivent un cancer. Les particules énergétiques peuvent effectivement toucher l'ADN et réveiller un oncogène, qui conduira à un cancer. Pour une dose de 100 rems, on estime en général que le risque de développer un cancer fatal dans les 30 ans est de 1,8 %. Les organes les plus sensibles aux radiations sont le système lymphatique, les gonades et la moelle osseuse, suivi des poumons, de la peau, des yeux, des reins et du foie. Le système nerveux central, les os et les muscles sont peu sensibles. Le risque de développer un cancer est un peu plus grand pour les femmes, à cause du cancer du sein. En moyenne, un voyage vers Mars de 2 à 3 ans soumettrait l'équipage à un rayonnement de 50 rems, augmentant ainsi la probabilité de mourir d'un cancer d'un petit %. A la surface de Mars, la dose sera de 9 rems par an (6 rems par an pour les habitations enfouies sous le régolite martien), soit une moyenne de 7,5 rems.     Mars & Lune Rayons cosmiques et éruptions solaires Les rayonnements du milieu interstellaire peuvent être de nature corpusculaire (électrons, protons, noyaux lourds) ou photonique (rayons gamma, X, ultraviolet, infrarouge, visible ou radio). Les trois principales sources de radiations sont les ceintures de Van Allen qui entourent la Terre, les particules émises par le Soleil (vent et éruptions solaires) et les particules des rayons cosmiques. La Terre est entourée de deux champs magnétiques circulaires (les ceintures de Van Allen) qui offrent un avantage et un inconvénient. D'un côté, les deux ceintures stoppent une bonne partie du rayonnement qui baigne le milieu interplanétaire. D'un autre côté, elles sont radioactives et l'homme sera très certainement obligé de les traverser pour partir vers Mars. La ceinture interne est riche en protons (les particules les plus énergétiques se rencontrent entre 3000 à 4000 km d'altitude), alors que la ceinture extérieure héberge plutôt des électrons (les particules les plus énergétiques se rencontrent à 20 000 km d'altitude). Les ceintures de Van Allen ne posent pas de problèmes pour les vols qui se déroulent à une altitude inférieure à 500 km. Par contre, leur traversée dans le cas d'un voyage vers Mars devra se faire rapidement, pour éviter que les astronautes ne soient exposés à des doses massives de rayonnements ionisants. Une solution élégante consisterait à quitter la Terre depuis les pôles, mais le bilan énergétique de la mission serait sans aucun doute trop important pour que cette option soit retenue. Le Soleil émet en permanence dans l'espace un flux de particules (le vent solaire) qui doivent être prises en compte. Mais le principal danger provient des éruptions solaires, des phénomènes très brefs qui ne durent en général que quelques heures et qui se produisent à la surface du Soleil, lors de sursauts d'activités. Les éruptions solaires libèrent une quantité de particules très énergétiques (de 40 à 500 méga-électron volts), en particulier des protons, qui peuvent tuer un équipage très rapidement. Une éruption solaire peut en effet délivrer plusieurs centaines de rems dans un intervalle de quelques heures. Il est donc impératif de détecter très rapidement ce type d'évènement. La distance importante qui va séparer le vaisseau spatial de la Terre et le délai des communications ne permettront peut être pas au contrôle de mission de donner l'alerte à temps (dans le pire des cas, il faut donner l'alerte en 30 minutes !). Le vaisseau devra être équipé d'un télescope X pour observer le Soleil. Une éruption solaire pourrait cependant très bien se déclencher dans une région inobservable par l'équipage du vaisseau. La mise en place de satellites d'observation autour du Soleil, dont les résultats seraient communiqués en temps réel au vaisseau, sera sans doute indispensable. Le rayonnement cosmique comprend surtout des protons énergétiques et des atomes très lourds (des métaux comme le fer ou le nickel, des actinides). Ces particules très lourdes et très énergétiques (plusieurs gigaélectron-volts) sont les plus dangereuses. Contrairement aux éruptions solaires, le rayonnement cosmique est constant. L'équipage est ainsi exposé à des doses très petites, mais de manière continue pendant toute la durée du vol (20 à 50 rems par an, soit 35 rems en moyenne). La dose reçue dépend en fait de l'activité solaire. Lorsque celle-ci est à son minimum, le rayonnement cosmique est plus important (effectivement, l'activité magnétique du Soleil protége le système solaire contre les rayons cosmiques de l'espace interstellaire). Une des manifestations les plus spectaculaires du bombardement par les rayons cosmiques est le phénomène de flash lumineux, observé pour la première fois par Aldrin lors de la mission Apollo 11. Lorsque des particules frappent leur rétine, les astronautes voient des éclairs lumineux, même les yeux fermés. Aldrin a ainsi noté un éclair par minute.     De l'Eau sur Mars?! Moyens de protection. Pour protéger l'équipage contre des doses de radiations excessives, il faudra équiper le vaisseau de blindage, la mince coque métallique extérieure étant bien insuffisante. Cette coque protège quand même l'équipage contre les impacts de micrométéorites. Les particules micrométéoritiques se déplacent à très grande vitesse (de 10 km/s à 270 km/s), mais heureusement, leur masse est en générale très faible (de l'ordre du picogramme), ce qui empêche la perforation de la paroi extérieure du vaisseau lors d'un choc. Le risque de rencontrer un corps possédant une masse et une vitesse suffisante pour percer la coque, même s'il n'est pas nul, peut être considéré comme négligeable. Le blindage représentera un supplément important en poids et sera donc très coûteux. Il aura intérêt à être à la fois efficace et léger. En plus du blindage léger, les réservoirs d'eau ou de carburants offriront une protection supplémentaire. L'équipage pourrait également se relayer pour aller dormir à tour de rôle derrière les boucliers, pour une protection accrue. Un blindage de quelques centimètres d'épaisseur pourra arrêter une bonne partie des particules issues des éruptions solaires. C'est une autre paire de manche pour arrêter les rayons cosmiques, qui sont beaucoup plus énergétiques. Pour stopper les particules cosmiques, il faut employer des boucliers épais de plusieurs mètres. C'est une solution impossible à mettre en œuvre dans notre cas, pour un simple problème de poids et de coût. De plus, même avec l'aide de boucliers, des particules secondaires sont émises au contact de la surface protectrice, ce qui diminue de beaucoup l'efficacité de celle-ci. Une fois sur Mars, la situation s'améliore un peu. La masse de la planète offre déjà une certaine protection, en éliminant la moitié des particules du rayonnement cosmique. L'atmosphère martienne offre aussi une bonne protection contre les éruptions solaires. Enfin, l'enfouissement de la future base martienne sous d'épaisses couches de régolite assurera une protection efficace contre les particules énergétiques du rayonnement cosmique. Pour les sorties extra véhiculaires, les astronautes devront emporter des dosimètres.   Les facteurs humains : Freud sur Mars ! Un environnement sans changement, pauvre en stimulus, conduit à court terme à l'ennui et à toutes sortes de manifestations qui comptent parmi les plus destructrices qui soit pour la cohésion et l'intégrité d'un équipage. La monotonie entraîne dans un premier temps des problèmes de mémoire et de concentration. L'isolement dans un milieu clos a ensuite des effets plus graves au delà de 30 jours, comme l'on montré de multiples études dans le domaine du spatial ou dans des environnements bien particuliers (bases en Antarctique, sous marins) : Baisse d'énergie et diminution des capacités intellectuelles. Baisse de la productivité et des compétences. Augmentation de l'hostilité envers les collèges et les supérieurs, irritabilité. Fatigue, anxiété, repli sur soi, état dépressif, diminution de l'efficacité des communications. Comportements impulsifs, réactions psychophysiologique et psychosomatique. Une fois l'enthousiasme du départ passé, la monotonie va s'installer avec son cortège de difficultés et de frictions. La vie à bord d'un vaisseau spatial à destination de Mars ne sera pas vraiment une partie de plaisir : confinement, absence d'intimité, risque permanent de dangers, isolation sociale, obligation de supporter les systèmes de survie (régénération de l'eau à partir des urines par exemple), mauvaise adéquation des plages de travail et de repos, sommeil perturbé ou pénible, état d'apesanteur (ou conditions désorientantes d'un environnement en perpétuelle rotation si le voyage s'effectue en pesanteur artificielle). L'isolation peut même conduire à des états très dangereux comme des comportements déviants, des excès de violence ou pire. Des procédures devront être mises en place pour faire face à ces problèmes typiquement humains. Le voyage vers la planète rouge pose aussi une inconnue de taille. L'homme, pour l'instant, ne s'est pas éloigné de plus de 380 000 km de la Terre lors des missions vers la Lune. Pour atteindre Mars, il faudra aller mille fois plus loin. Qui sait ce qui peut se passer lorsque la Terre ne sera plus qu'un petit point lumineux (personne, car c'est une situation impossible a recréer sur Terre) ? L'effacement progressif du globe bleu de notre planète marquera l'instant fatidique ou l'équipage se sentira véritablement livré à lui-même. Les Russes ont particulièrement bien étudié les problèmes psychologiques d'un vol spatial. Depuis le centre de contrôle des missions à Moscou (FCC ou Flight Control Center), un groupe de support psychologique communique avec les cosmonautes et surveille leurs différents comportements au cours d'un vol en orbite. Ce groupe a bien entendu pour mission de remonter le moral des membres d'équipages par différents moyens (mise en place de liaison vidéo avec la famille ou des amis restés sur Terre) et de prodiguer différents conseils, mais son rôle majeur est de détecter les désordres émotionnels et les conflits qui peuvent prendre naissance à tout moment, en surveillant presque en permanence l'équipage. Le problème, c'est que cette surveillance elle même est source de stress ! Les cosmonautes s'inquiétaient dès les premiers signes de l'apparition d'un conflit. Ils ne pouvaient pas montrer le moindre manque de satisfaction ou le plus petit signe de friction avec une autre personne, sous peine de subir des remontrances et d'être brimé une fois le retour sur Terre ! Une telle surveillance avec ses effets néfastes sera bien entendu à proscrire pour un vol Terre - Mars. Cependant, il sera indispensable de mettre en place un support psychologique. Avec un voyage vers Mars, on change véritablement de dimension. Les modules Apollo n'ont mis que trois jours pour effectuer le voyage vers la Lune, et le retour était possible en permanence. A l'inverse, un voyage vers Mars dure plusieurs années et en cas de problèmes, un retour immédiat est impossible. L'assistance de la Terre sera fortement limitée par le délai de transmission des ondes radios (10 à 20 minutes). Il sera alors bien difficile de mettre en place une assistance psychologique efficace. Les membres de l'équipage seront livrés à eux mêmes, ils ne pourront compter ni sur un retour, ni sur des secours. Un système expert situé à bord du vaisseau pourra procéder à des examens de l'état de santé psychique. Il sera souhaitable qu'un membre de l'équipage possède des connaissances en psychologie et en psychiatrie. Des faux problèmes techniques pourront être créés, de manière à ressouder l'équipage. Il sera aussi possible de détourner l'agressivité de l'équipage en faisant jouer le rôle de bouc émissaire à un membre du contrôle de mission. La sélection des membres d'équipages sera particulièrement rude. Les astronautes seront d'abord triés sur leur état de santé et leur résistance physique, mais la santé psychique sera aussi un critère de sélection particulièrement important. Des candidats instables du point de vue émotionnel, présentant des risques d'un point de vue psychiatrique ou avec une faible compatibilité sociale (un point essentiel pour l'intégration dans un groupe et un bon comportement en son sein) seront écartés. Ainsi, les affinités des uns avec les autres compteront beaucoup dans la constitution des équipages finaux. L'équipage pourra être constitué d'un nombre impair de personnes, histoire de pouvoir toujours prendre une décision à la majorité. D'autres se prononcent pour un équipage pair (4 ou 6 personnes). Il parait inconcevable que la première mission humaine vers une autre planète ne comporte pas de femmes. De plus, les éléments féminins ont un effet modérateur en cas de tensions. Les membres de l'équipage connaîtront une vie affective et sexuelle, mais les avis divergent sur la question de savoir si l'on choisira des couples déjà constitués ou non.     Superficie de Mars Une autonomie presque complète. A cause des distances parcourues et du délai de communication entre Mars et la Terre, l'autonomie du vaisseau spatial devra être presque totale. Le vaisseau spatial devra sans doute posséder un système écologique autosuffisant, ou plus simplement des procédés de recyclage de l'eau et des déchets humains pour économiser l'eau, l'oxygène et les rations alimentaires. Tout sera retraité : urine et excréments. L'équipage devra accepter ce recyclage global et y être préparé. Il va de soit que les appareils devront fonctionner avec un haut niveau de sécurité. Seront-ils aussi efficaces que les distilles des Fremens de Dune ? L'équipage devra avoir à sa disposition un matériel médical de dernier cri, et un membre au moins devra posséder des compétences en médecine et dans le domaine dentaire, peut être même en chirurgie. La consultation d'un médecin terrestre sera bien entendu toujours possible (télémédecine), mais pour parer au pire, les compétences devront d'abord être présentes dans le vaisseau. L'équipage devra aussi être préparé à tous les éventualités, y compris la pire : la mort. Bien entendu, la meilleure médecine reste toujours la prévention, et les futurs martiens auront fait l'objet de sélections rigoureuses, ou la condition physique et la santé joueront un grand rôle.     Challenger. Toujours plus vite !!! Nous venons de le voir, un voyage martien ne sera pas vraiment une croisière de tout repos pour l'équipage. Il existe cependant un moyen de rendre le trajet plus agréable et moins dangereux : c'est d'aller plus vite. Le voyage ne prendrait alors que quelques mois, et l'importance de nombreux problèmes biomédicaux diminueraient d'importance. Nos données actuelles, pour une durée de voyage assez courte, pourraient même être suffisantes, sans que l'on soit obligé de s'investir dans des recherches plus poussées. Pour aller plus vite, le vaisseau spatial devra être équipé de systèmes de propulsions bien plus puissants que ceux actuellement employés (réacteur nucléaire, moteur ionique, voile solaire). C'est une toute autre histoire, que j'ai pour l'instant décidé de laisser de côté...   (Mars c'est avec Venus notre plus proche planète, les distances en années lumière ne comptent encore pas... Imaginez-vous l'aventure spatiale!!)

Notre planète la Terre...

Disparition record de l'ozone en 2006

 

 

 

 

 

 

Trou dans la couche d'ozone le 24/09/2006
Les couleurs sombres marquent le déficit en ozone
crédit: NASA

 

Des scientifiques de la NASA et de l'Administration nationale des études océaniques et atmosphériques (NOAA) ont constaté que le trou de la couche d'ozone dans la région polaire de l'hémisphère Sud a établi cette année un nouveau record de superficie et de profondeur.

La couche d'ozone protège la vie sur terre car elle bloque les rayons ultraviolets nocifs du soleil. Le trou, qui est le signe d'une grave diminution de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique, est principalement causé par la présence de composés fabriqués par l'homme qui émettent du chlore et des gaz de brome dans la stratosphère.

« Du 21 au 30 septembre, la superficie moyenne du trou de la couche d'ozone était la plus vaste que l'on ait jamais observée, soit 27,5 millions de kilomètres carrés », affirme Paul Newman, spécialiste de la science atmosphérique au Centre Goddard des vols spatiaux de la NASA, dans le Maryland.
Selon un communiqué de presse conjoint de la NASA et de la NOAA daté du 19 octobre, lorsque les conditions météorologiques de la stratosphère sont normales, le trou de la couche d'ozone doit en principe mesurer de 23 à 24 millions de kilomètres carrés, soit environ la superficie de l'Amérique du Nord.

L'instrument de surveillance de l'ozone, placé sur le satellite Aura de la NASA, mesure la quantité totale d'ozone, du niveau du sol jusqu'à la couche supérieure de l'atmosphère, au-dessus de l'ensemble du continent antarctique.
Le 8 octobre, cet instrument a enregistré une valeur basse de 85 unités Dobson au-dessus de la région est de la calotte glaciaire de l'Antarctique. Les unités Dobson mesurent la quantité d'ozone dans l'atmosphère au-dessus d'un point fixe.

 

 

 

 

Trou dans la couche d'Ozone

 

L'instrument de surveillance de l'ozone a été mis au point par l'Agence des Pays-Bas pour les programmes aérospatiaux de Delft, aux Pays-Bas, et par l'Institut météorologique d'Helsinki, en Finlande.
Les scientifiques du Laboratoire de recherche des systèmes de la terre de la NOAA, au Colorado, se servent de ballons-sondes pour mesure l'ozone directement au-dessus du pôle Sud.

Destruction de la couche d'ozone stratosphérique
Le 9 octobre, la mesure de l'ozone avait fortement diminué, chutant de 300 unités Dobson à la mi-juillet à 93 unités Dobson, et presque toute l'ozone de la couche comprise entre 12,8 km et 21 km au-dessus de la surface de la terre avait été détruite.
Dans cette couche cruciale, les instruments ont relevé une valeur record de 1,2 unité Dobson seulement, ce qui représente une chute vertigineuse par rapport aux 125 unités relevées en juillet-août dans des zones non affectées par l'appauvrissement de la couche d'ozone.
« Ces chiffres signifient que l'ozone est quasiment inexistante dans cette couche de l'atmosphère », affirme David Hofmann, directeur de la Division de la surveillance mondiale du Laboratoire de recherche des systèmes de la terre de la NOAA. « La couche appauvrie en ozone est inhabituellement épaisse cette année. Il semble donc que le trou de la couche d'ozone atteindra des dimensions record en 2006. »

Les observations d'Aura révèlent de très fortes concentrations de produits chlorés destructeurs d'ozone dans la basse stratosphère (environ 20 kilomètres d'altitude).
Ces mesures élevées de chlore couvraient la totalité de l'Antarctique de la mi-septembre à la fin de ce mois et elles s'accompagnaient de très faibles mesures d'ozone.

Températures basses
La température de la stratosphère antarctique fait fluctuer l'ampleur du trou de la couche d'ozone d'année en année. Les températures plus basses que la moyenne produisent des trous plus larges et plus profonds que des températures plus chaudes.

Les centres nationaux de prévision environnementale de la NOAA ont analysé les observations des températures stratosphériques relevées par les satellites et les ballons-sondes, et à la fin du mois de septembre 2006, les températures de la basse stratosphère au bord de l'Antarctique étaient inférieures d'environ 12,7 degrés Celsius à la moyenne, entraînant une augmentation de la superficie du trou qui est passée de 3,1 kilomètres carrés à 3,8 kilomètres carrés.

La stratosphère de l'Antarctique se réchauffe avec le retour de la lumière solaire à la fin de l'hiver polaire et grâce à de vastes systèmes météorologiques (ondulations à l'échelle planétaire) qui se forment dans la troposphère et remontent dans la stratosphère.
Lors de l'hiver et du printemps 2006 dans l'Antarctique, ces ondulations météorologiques planétaires ont été relativement faibles, entraînant des températures plus froides que la moyenne dans la stratosphère.

« Le trou de la couche d'ozone vient d'atteindre des dimensions record », dit Craig Long des centres nationaux de prévision environnementale.
Tandis que le soleil se lève plus haut dans le ciel de l'hémisphère Sud, aux mois d'octobre et de novembre, ce trou inhabituellement large et persistant peut laisser passer beaucoup plus d'ultraviolets que d'habitude jusqu'à la surface de la terre dans l'hémisphère Sud.

 

 

 

Gaz Méthane dans l'atmosphère

 

Source:
NASA, diffusé par le Bureau des programmes d'information internationale du département d'Etat. Site Internet:

http://usinfo.state.gov/francais/

Le Soleil...

 

 

 

 

 

                   

Le Soleil.

 

Son champ de gravitation assure la cohésion du système ; son centre de gravité coïncide pratiquement avec celui du système solaire, sa masse représentant 99 % de la masse totale. Il constitue le foyer commun à toutes les orbites décrites autour de lui par les autres constituants du système. Nombreuses sont les religions qui ont donné au Soleil une place unique. Pourtant, ce n'est qu'une étoile tout à fait ordinaire, comme notre Galaxie en compte des dizaines de milliards. Il n'en est pas moins pour nous d'une importance primordiale, comme source de lumière nécessaire à la vie. Sa proximité nous donne la possibilité d'observer en direct comment fonctionne une étoile, quelles sont sa structure, sa dynamique, son interaction avec le reste du cosmos. Ses messages, qui nous viennent sous forme de rayonnements électromagnétiques, de particules électrisées, de neutrinos, etc., sont loin d'avoir livré tous ses secrets.    Découvreur  Date découverte ---- ----  Rayon (équatorial) 696 000 km (109,12 Terres)  Masse 1,9891×1030 kg  Période rotation  (moyenne) 27,28 jours  Période révolution  (galactique) 2,26×108 années  Distance du  centre Voie lactée 2,50×1017 km  Vitesse orbitale 217 km/s  T° moyenne  (surface) 5 800°K  = 5526.85°C  Constituant  principal Hydrogène (73,46 %) Le Soleil est une masse sphéroïdale, légèrement aplatie, de plasma stellaire, d'un rayon équatorial de 696 000 km (109 fois le rayon de la Terre) et d'une masse de 1,989 · 1030 kg (333 442 fois celle de la Terre) - ce qui correspond à une densité moyenne de 1,41 g/cm3 (0,26 fois celle de la Terre) et à une accélération gravitationnelle, à la périphérie, de 274 m/s2 (27,9 fois celle de la Terre). Il est situé à une distance moyenne de la Terre de 149 600 000 km. Situé dans un des bras spiraux de la Galaxie, le bras d'Orion, à environ 10 000 parsecs du centre galactique, le Soleil décrit autour de ce dernier un mouvement orbital à peu près circulaire, avec une vitesse de translation de l'ordre de 250 km/s ; sa période de révolution, l'année galactique, est d'environ 250 millions d'années. En outre, le Soleil est animé d'un mouvement de rotation propre (dans le sens direct) autour d'un axe incliné de 7o 15´ par rapport à la normale à l'écliptique ; il s'agit d'une rotation différentielle, caractéristique des masses fluides, dont la durée sidérale est de 25 jours à l'équateur et de 30 jours aux pôles, la vitesse équatoriale étant de 2 km/s. Les durées synodiques sont de 27 jours à l'équateur et de 32 jours aux pôles.       Observation et étude      Éclipse de Soleil. À l'observation visuelle, le Soleil, qui du fait de sa proximité est l'astre le plus brillant pour un observateur terrestre, présente (par ciel clair) un disque éclatant, au bord bien net (assombri), sur lequel on peut distinguer des taches plus sombres et des formations actives ; son diamètre apparent est de 32´ 35” au périgée (au 1er janvier) et 31´ 31”à l'apogée (au 1er juillet). La technique d'observation du Soleil diffère notablement de celle des autres étoiles, du fait de l'intensité du flux lumineux reçu et par la possibilité d'obtenir des images étendues très détaillées. Dans le domaine optique, les observations spectrographiques ou photographiques peuvent être réalisées avec des instruments modestes (ouverture de 10 à 50 cm) ; on utilise cependant des instruments à haut pouvoir de résolution, mis au point pour l'astronomie solaire, tels que les grands spectrographes et les télescopes solaires (tour solaire, télescope horizontal), de construction fixe, à très longue focale (quelques dizaines de mètres), donnant un grossissement important. Ces instruments sont associés à des miroirs mobiles asservis à la position du Soleil, les cœlostats ; leur foyer peut être équipé de spectromètres, de radiomètres, de plaques photographiques, de capteurs CCD (Charge Couple Device, " procédé à couplage de charge "). Pour l'étude de la couronne solaire, invisible dans la pleine lumière du disque, on utilise des coronographes, lesquels sont équipés d'un dispositif d'occultation du disque. Hors du domaine des rayonnements visibles, l'astronomie solaire a bénéficié des développements de la radioastronomie, le Soleil s'avérant être, en effet, une radiosource particulièrement intéressante, qui a justifié la mise au point de radio-interféromètres spéciaux, les radio héliographes. En outre, l'envoi d'observatoires spatiaux a rendu possibles les observations dans le domaine des rayonnements gamma, X, ultraviolet et infrarouge. L'étude du Soleil est importante parce qu'il s'agit de la seule étoile observable dans de bonnes conditions, et qu'en sa qualité d'étoile moyenne de la séquence principale, le Soleil constitue un test de choix pour les modèles stellaires théoriques ; son étude est également capitale du fait des relations Terre-Soleil, c'est-à-dire des interactions des rayonnements électromagnétiques ou corpusculaires et du champ magnétique solaires avec le milieu terrestre (magnétosphère, atmosphère, biosphère) ; elles peuvent agir sur l'évolution du climat, les réactions chimiques ou biochimiques, l'équilibre thermodynamique de la planète, la propagation des ondes radioélectriques. Enfin, en dehors de toute considération astronomique, le Soleil joue un rôle fondamental dans le développement de la vie sur Terre et dans les activités humaines, comme source d'énergie et comme source de lumière.             Globe solaire.          Caractéristiques physiques  Le Soleil est une étoile moyenne, caractérisée par une couleur jaune et une température superficielle de 5 700 K, de magnitude absolue 4,72, placée, dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, sur la séquence principale (séquence des naines). Le Soleil, qui appartient à la population du disque de notre Galaxie, a été formé il y a environ 4,5 milliards d'années ; par sa masse, il fait partie des étoiles que leur évolution doit transformer en géante rouge, puis en naine blanche, la phase actuelle devant durer encore 3 ou 4 milliards d'années. Le soleil est aujourd'hui à la moitié de sa vie, dans 5 milliards d'années il aura épuisé toute son énergie (il aura brûlé tout son hydrogène) et commencera à brûler de l'hélium, alors il deviendra rouge et gonflera jusqu'à atteindre 50 fois son diamètre actuel. Puis il s'effondrera sur lui-même pour former une naine blanche (de la taille de la terre) et s'éteindra peu à peu.

 

Spectre. Comme tous les objets célestes inaccessibles à l'exploration, le Soleil est essentiellement étudié par l'analyse de son rayonnement électromagnétique, dont le spectre s'étend des fréquences métriques aux fréquences gamma, et qui est émis par les couches superficielles de l'astre. Son intensité globale (4 · 1023 kW, correspondant à une perte de masse de 5 · 109 kg/s) semble relativement constante sur des périodes de plusieurs années. Les variations de luminosité du Soleil sont de l'ordre de 4 ‰ au cours du cycle d'activité solaire de 11 ans qui a pu être mis en évidence. On pense qu'elles ont pu atteindre 4 % au cours de la période d'activité minimale du XVIIe siècle. L'influence de ces variations à long terme sur le climat terrestre n'est pas à exclure. La plus grande partie de l'énergie est rayonnée au voisinage du spectre visible, avec une décroissance rapide vers les fréquences extrêmes. Les parties les plus importantes de ce spectre sont : le spectre visible, formé d'un fond continu auquel se superposent plusieurs dizaines de milliers de raies d'absorption (spectre de Fraunhofer) ; le spectre radio, dû au rayonnement de freinage des électrons, dont la fréquence croît avec la densité des couches émettrices, et qui donne une image du Soleil dont l'étendue croît avec la longueur d'onde ; il présente une forte variabilité, marquée de nombreux sursauts radioélectriques accompagnant les perturbations coronales; les spectres X et UV, particulièrement intéressants en période d'activité solaire.

 

 

Eruption solaire.

Composition:

La spectroscopie indique que le Soleil est essentiellement composé d'hydrogène (environ 80 %) et d'hélium (environ 9 %), ainsi que de quelques dizaines d'éléments dispersés dans son atmosphère, dont l'abondance varie en raison inverse du numéro atomique ; la composition du Soleil correspond, à quelques irrégularités près, aux abondances moyennes observées dans l'Univers.     Champs magnétiques.  La spectroscopie a également révélé des décompositions de raies spectrales par effet Zeeman, impliquant l'existence de champs magnétiques, lesquels semblent être dus uniquement à des distributions de structures magnétiques de petite échelle, généralement dipolaires, plus ou moins concentrées. Elles peuvent former des configurations magnétiques complexes liées à l'activité solaire comme les taches. Un télescope solaire franco-italien vient d'être mis en service dans l'île de Tenerife ; il est spécialement destiné à l'étude de la structure fine de ces champs magnétiques. Le champ magnétique global du Soleil est variable au cours du cycle, avec des composantes dipolaires et quadripolaires d'importance relative variable. Le satellite Ulysse n'a cependant pas trouvé le champ magnétique dipolaire attendu dans la région des pôles. Structure. L'interprétation des données d'observation passe par la construction d'un modèle théorique permettant d'expliquer de façon cohérente l'origine et la forme de l'énergie rayonnée, ou les mécanismes d'activité. On adopte généralement un modèle stellaire standard, qui fait intervenir des hypothèses d'équilibre hydrostatique entre gravitation et pression interne, de transferts d'énergie de types radiatif et convectif, de réactions thermonucléaires dans le noyau - modèle qui reste très approximatif et se trouve remis en cause par certaines observations (flux de neutrinos déficient, désaccord avec la paléoclimatologie). À ce modèle correspond une structure de la masse solaire où l'on distingue l'intérieur et l'atmosphère.

L'interieur:
C'est la partie invisible du Soleil; elle comprend le noyau et l'enveloppe.

Le noyau. C'est l'endroit où se déroulent les réactions thermonucléaires qu'on suppose être la source de l'énergie solaire, et qui consistent principalement en la synthèse d'un noyau d'hélium à partir de quatre noyaux d'hydrogène ; cette nucléosynthèse libère un rayonnement primaire de photons gamma et de neutrinos ; ces derniers ne sont pas absorbés par la matière solaire et atteignent l'espace extérieur, où ils peuvent être (très difficilement) détectés ; les mesures effectuées sur Terre, faisant apparaître un déficit de neutrinos, remettent en question la nature du noyau solaire.   L'enveloppe. C'est la région où la température est insuffisante pour amorcer la nucléosynthèse, et où a lieu le transfert d'énergie vers les couches externes, d'abord par transfert radiatif (absorption et émission de photons, processus très lent), puis par transfert convectif (transport de l'énergie par la matière) turbulent.  L'atmosphère. La partie visible du Soleil, l'atmosphère solaire, comprend diverses couches. La photosphère. C'est la plus profonde des couches visibles et elle constitue la surface apparente, émettant la majeure partie du rayonnement. C'est dans la photosphère qu'est localisé l'hydrogène neutre. Sa périphérie est la région la plus froide du Soleil, et son aspect général est celui d'une granulation (ensemble serré de cellules de quelques centaines de kilomètres apparaissant brièvement, les granules, qui est probablement la manifestation de la convection turbulente des couches sous-jacentes. On observe également des mouvements horizontaux dans de grandes formations cellulaires de 30 000 km (les supergranulations), des oscillations régulières, semblables à des vagues, des domaines de champ magnétique relativement intense. La chromosphère. D'un éclat cent fois plus faible que celui de la photosphère, elle ne peut être observée que lors d'une occultation de cette dernière ou aux longueurs d'onde des raies intenses (à l'aide de spectrographes ou de filtres). Son rayonnement est caractérisé par des raies d'émission brillantes. Elle apparaît comme une couche hétérogène dont la température croît vers l'extérieur. On observe, à sa périphérie, des millions de projections de matière vers la couronne, les spicules, d'une longueur de quelques milliers de kilomètres, d'un diamètre de quelque 1 000 km, d'une température intérieure de 8 000 K, durant quelques minutes. La chromosphère est structurée en un réseau dont les mailles sont bordées de groupements de spicules, et dont la formation semble liée aux mouvements ondulatoires des couches sous-jacentes.    La zone de transition. Elle s'étend entre la chromosphère et la couronne. Elle est caractérisée par une augmentation très rapide de la température (qui passe de 104à 3 · 105 K en quelques dizaines de kilomètres. Le transfert de chaleur semble y être essentiellement conductif. Principalement observable dans le domaine du rayonnement ultraviolet, la zone de transition apparaît comme une gaine irrégulière et hétérogène bordant les spicules de la chromosphère, et comme une agglomération de formations instables de masses gazeuses ionisées interagissant avec des champs magnétiques. La couronne. La couronne ou couche externe du Soleil, de très faible densité, d'un éclat un million de fois plus faible que celui de la photosphère, a un contour flou et variable. On peut distinguer trois composantes du rayonnement coronal visible, auxquelles correspondent deux aspects de la couronne : la couronne K (spectre continu provenant de la photosphère et polarisé lors de la diffusion par les électrons libres de la couronne) et la couronne F (raies Fraunhofer provoquées par les poussières interplanétaires au voisinage du Soleil). Des images très différentes de celles du visible sont également obtenues dans le domaine des ondes UV, X et radio. La couronne absorbant le rayonnement radioélectrique des couches profondes, seule son émission propre est observable en radio, ce qui a permis d'évaluer sa température, laquelle est supérieure à 106 K. Quel que soit le rayonnement utilisé pour l'observer, la couronne est loin d'être homogène. Dans le domaine visible, qui ne permet de la voir qu'au bord du disque, on dénombre un grand nombre de structures variées, organisées par le champ magnétique, formant des jets et pouvant atteindre plusieurs millions de kilomètres. Les rayonnements radio et X permettent de voir la couronne sur le disque. Le satellite japonais Yohkoh en particulier, observant en rayons X, a permis de découvrir une couronne active et en perpétuel changement. On peut voir des jets, des boucles, des arcades se former, grandir et s'envoler. Dans les régions polaires, on observe de grandes cavités obscures de dimension variable au cours du cycle, les trous coronaux, structures magnétiques ouvertes d'où s'échappe le vent solaire.   Le satellite Soho, lancé par l'ESA European Space Agency, permet d'observer simultanément le Soleil depuis la photosphère jusqu'à la couronne et d'étudier les interactions entre les différentes couches.    Activité  Sous le terme d'activité solaire, on désigne des phénomènes très divers qui se développent à partir des centres d'activité accompagnant la formation de zones de champ magnétique anormalement intense dans la région subphotosphérique. L'observation du nombre (oscillant entre un maximum et un minimum), de la position et de la polarité des centres actifs a permis de mettre en évidence un cycle solaire de 11 ans (ou de 22 ans, si l'on prend en considération le retour d'une même polarité). Les centres actifs sont probablement créés par des interactions magnétohydrodynamiques dans l'intérieur solaire, lesquelles provoquent l'émergence de tubes de flux magnétique intense dans la photosphère, dans une zone équatoriale. L'activité solaire prend de nombreuses formes, parmi lesquelles figurent les taches, les facules, les protubérances et les éruptions. Les taches facilement observées, elles apparaissent comme des régions photosphériques à champ intense associé à une baisse de température, de rayonnement et de pression ; d'une dimension comprise entre 2 000 km (pores) et 100 000 km (grandes taches), elles comportent un ou plusieurs noyaux sombres entourés d'une pénombre grise ; elles se déplacent et se déforment lentement. Les facules sont des zones brillantes observées, dans la chromosphère et la photosphère, autour des taches. Elles préludent à la naissance des taches et disparaissent avant elles.  Les protubérances sont des sortes de lames froides et denses qui s'élèvent dans la chromosphère et la couronne (à une hauteur de 30 000 à 100 000 km). On distingue principalement les protubérances quiescentes, évoluant lentement, et les protubérances éruptives, qui s'accompagnent d'une projection rapide de matière dans la couronne.  Les éruptions sont des perturbations explosives de la chromosphère et de la couronne, probablement provoquées par de brusques libérations d'énergie électromagnétique piégée (jusqu'à 1025 joules en quelques minutes), qui se trouve convertie en énergie cinétique, provoquant un échauffement transitoire considérable de l'atmosphère (jusqu'à 107 K dans la couronne) et l'accélération de particules chargées (jusqu'à 1 gigaélectronvolt). Elles s'accompagnent d'émissions transitoires intenses sur tout le spectre électromagnétique.        Interaction du Soleil avec le milieu interplanétaire    Magnétosphère solaire. En dehors des interactions gravitationnelles et électromagnétiques, le Soleil agit sur les constituants du système solaire par l'intermédiaire d'un flux corpusculaire, le vent solaire, qui peut s'étendre dans une zone de 1010 km de rayon, l'héliosphère, que l'on définit comme la région où la pression du vent solaire l'emporte sur la pression du milieu interstellaire. Le vent solaire est formé par l'expansion du plasma de la couronne solaire, qui n'est pas en équilibre hydrostatique, à laquelle se superposent des flux de particules émises lors des éruptions. La vitesse d'éjection des particules (électrons, protons, noyaux d'hélium) augmente rapidement, pour atteindre, au voisinage de la Terre, des valeurs de l'ordre de 400 km/s. Ces particules constituent le rayonnement cosmique solaire, qui entraîne une partie du champ magnétique solaire, et interagit avec les milieux planétaires (magnétosphère, atmosphère).

LES MYSTÈRES DE VÉNUS!...

 

 

Planète Vénus.

Malgré cette exploration très poussée, de nombreux mécanismes de Vénus demeurent mal compris, à commencer par la dynamique et la chimie de son atmosphère très épaisse. Durant 2 jours vénusiens (qui équivalent à 486 jours terrestres), Venus Express doit étudier une atmosphère très dense et turbulente, composée à 96% de gaz carbonique, les tourbillons de nuages riches en acide sulfurique qui l'enveloppent ; ainsi que l’ionosphère.

Un but majeur est de comprendre l'importance de l'effet de serre dans la chaleur énorme de 480 degrés Celsius en moyenne qui règne au sol de la planète.

Venus Express va s’attacher à comprendre le réchauffement qui a transformé Vénus en enfer, alors que ses voisines du système solaire interne (laissons de côté le cas de Mercure qui n’a qu’une faible atmosphère) ont évolué différemment : Mars a presque perdu son atmosphère de CO2 et est devenu un monde glacé, alors que la Terre a acquis une atmosphère secondaire particulière (N2,O2) où l’effet de serre provoqué par les fortes concentrations de vapeur d’eau joue un rôle modéré, mais décisif pour la vie.

Les données de Venus express permettront aux scientifiques d’affiner des modèles pour répondre à quelques questions fondamentales concernant le climat de Vénus.

 

 

Superficie de Vénus.

1- Pourquoi Vénus est-elle si sèche ? Que sont devenus les océans primitifs de Vénus ?

On ne sait pas si Venus possédait de grandes quantités d’eau initialement. Mais on peut faire l’hypothèse qu’à l’origine du système solaire, le bombardement primitif intense et le dégazage qui a suivi ont dû doter Vénus d’une hydrosphère comparable à la Terre. Or aujourd’hui dans son atmosphère, il n’y en a plus (sous forme de vapeur) que l’équivalent d’une pellicule de 30 cm d’eau liquide à la surface (contre 2,7 Km sur Terre).

Il est possible que Vénus ait perdu cette eau suite à l’érosion par le vent solaire, après la disparition de son champ magnétique protecteur, mais on peut aussi constater que le reste des constituants atmosphériques, en particulier le CO2, est toujours là. Cependant on a constaté que l’eau restante dans l’atmosphère sous forme de traces était 150 fois plus riche en eau lourde que l’eau terrestre, ce qui accrédite la thèse d’une photodissociation par les UV.

La basse couverture nuageuse vue par le spectromètre NIMS de la sonde Galileo en 1990 (Nasa/JPL)

Venus Express dispose d’un instrument comme Aspera 4 capable de mesurer la vitesse à laquelle les ions d’O et d’H s’échappent de la haute atmosphère dans l’espace, et de dresser une carte détaillée de ce processus. Par extrapolation, on pourra peut être avoir une idée de la quantité d’eau échappée depuis des milliards d’années. Le magnétomètre MAG permettra aussi de rechercher les effets magnétiques liés à l’interaction du vent solaire avec l’atmosphère et non un champ magnétique intrinsèque de Vénus (existence d’un champ rémanent par endroits comme sur Mars ?).

Vénus a un axe de rotation faiblement incliné de 2,7° donc contrairement à la Terre il n’y a pas de saisons. Si le soleil était visible sur Vénus, il se lèverait à l’Ouest car elle tourne en sens inverse de la Terre.

 

2-Pourquoi cet emballement de l’effet de serre sur Vénus ?

La composition de l’atmosphère actuelle de Vénus (96 % de CO2 ; 3 % d’azote sous forme réduite HN2 ; 1% de SO2, de vapeur d’eau et de gaz rares) est en premier lieu responsable des températures extrêmes à sa surface.

Située à 108 Millions de Km du soleil contre 150 Millions pour la terre, Vénus reçoit certes un flux solaire presque double, mais on estime que 65 à 80 % de celui-ci est réfléchi par la couverture nuageuse (d’où le fort albédo de Vénus - 0,65 - le 2ème du système solaire après la lune). Ainsi le flux net en surface est 3 fois moindre que sur Terre, mais le CO2 qui y est 250 000 fois plus concentré piège le rayonnement infrarouge renvoyé par le sol de Vénus, et cet effet de serre divergent contribuerait pour 350 °C à la température au sol (460°C en moyenne).

 

 

Vol sur Vénus.

L’effet de serre emballé sur Vénus (Crédit ESA)

D’où vient la différence ?: De constituants atmosphériques mineurs (SO2 et H2O) qui absorbent très efficacement les radiations IR dans des bandes complémentaires du CO2. Les spectromètres de Vénus Express mesureront leurs concentrations à différentes altitudes ainsi que celles des fines particules d’acide sulfurique en solution aqueuse qui forment des nuages entre 45 et 70 Km d’altitude et contribuent aussi à l’effet de serre. La vapeur d’eau, bien que présente en quantités très faibles (30 ppm) joue donc un rôle important dans la chimie atmosphérique.

Les rejets artificiels de CO2 par l’Homme contribuent à l’effet de serre sur Terre. L’étude de l’effet de serre sur Vénus, dont les causes sont de nature différente, est aussi importante pour nous. Les températures de la surface (400-500°C) mesurées par les sondes Venera ont empêché toute vie de se développer sur Vénus malgré une quantité de Carbone comparable à la biosphère terrestre. Si la vie dans son ensemble n’apparaît pas menacée à court terme sur Terre par un réchauffement de quelques degrés dans les siècles à venir (ce ne serait pas la première fois, même si là les causes sont artificielles et le phénomène semble t’il plus rapide), qu’en sera-t'il à une échelle géologique ?!

La planétologie comparée a en effet pour but de mieux comprendre l’Histoire de notre Terre, de savoir pourquoi elle a pu maintenir des conditions climatiques modérées permettant à l’eau d’exister en phase liquide.

 

Vénus (vue du Pôle nord)

L’effet de serre est-il durable sur Vénus?

On a vu qu’une partie notable de celui-ci était provoquée par le SO2, mais d’où provient-il sachant que l’atmosphère primaire de Vénus ne devait contenir que du CO2 et H2O ? Vénus a connu un volcanisme très actif il y a quelques centaines de milliers d’années, mais si les éruptions ont cessé, la concentration de SO2 dans l’atmosphère devrait baisser car le SO2 va se recombiner avec les roches de surface pour former des sulfates, et l’effet de serre va diminuer. Vénus express peut nous fournir des indices sur un tel processus, en mesurant la concentration du SO2 dans la basse atmosphère et en recherchant les signes d’une activité volcanique (points chauds) grâce à ses spectromètres PFS et VIRTIS.

 

3- Comment expliquer le régime des vents sur Vénus ?

La pression au sol sur Vénus est énorme : l´équivalent de 92 atmosphères terrestres. Cependant la vitesse des vents au sol mesurée par les sondes Venera est faible.

Par contre on sait que les vents d’altitude font le tour de Vénus en 5 jours. Ils vont d’Ouest en Est, dans le même sens rétrograde (celui des aiguilles d’une montre) que sa rotation. Le maximum de vitesse des vents est atteint vers 65 Km d’altitude avec des pointes vers 540 Km/H à l’Equateur. Vénus Express doit permettre de vérifier l’hypothèse que ce sont les contrastes thermiques (causés par la très lente rotation) entre des masses d’air situées du côté jour de la planète surchauffé et du côté nuit très froid qui sont à l’origine de cette « superrotation » des vents d’altitude si particulière dans le système solaire.

 

La couverture nuageuse en altitude vue en UV par Hubble en 1995 (L. Esposito (University of Colorado, Boulder, NASA)

Vénus Express doit aussi étudier le mode de fonctionnement de la circulation globale sur Vénus, puisque des déplacements méridiens se produisent comme sur Terre le long de cellules de Hadley, permettant l’égalisation des températures. On a par ailleurs observé que 2 énormes vortex effectuent au dessus des pôles une rotation assez complexe (en 3 jours terrestres pour celui du pôle Nord).

 

 

Système Solair.

4- Quelle est la chimie atmosphérique dans la troposphère (entre 0 et 100 Km d’altitude) ?

Vénus Express va mesurer la composition des différentes couches atmosphériques et le cycle des constituants mineurs comme SO2 ou H2O qui jouent un grand rôle dans la chimie atmosphérique.

Vers 60 Km existe une épaisse couche de nuages jaunâtres de 20 Km d’épaisseur qui gênent les observations et intéressent particulièrement les scientifiques car sa partie supérieure est constituée de gouttelettes d’acide sulfurique en suspension formées par un processus déjà connu (photolyse de CO2 et de H2O par les UV).

Vénus Express doit établir la 1ère carte de la composition de la basse atmosphère (PFS). On ignore beaucoup de la chimie qui y prévaut, même si on pense que la décomposition de l’acide sulfurique au contact des très chaudes températures de la surface est le processus dominant dans les basses couches. Il faudra aussi déterminer l’origine de la grande quantité de particules fixes qui s’y trouvent…

De 60 à 110 Km (moyenne atmosphère) une quantité importante de CO est formée par photodissociation du CO2. C’est pareil pour H2S => acide sulfurique. Les données précises de Vénus Express permettront l’étude du cycle chimique de ces éléments.

De la très haute atmosphère (stratosphère) on sait peu de choses. Pourquoi la haute atmosphère d’une planète si proche du soleil a t’elle une température si basse alors qu’elle est si proche du soleil ? Il semblerait que l’absorption des UV par la stratosphère de Vénus soit moins efficace que sur Terre, si bien qu’elle ne connaît pas le phénomène d’inversion du gradient thermique entre la basse et la haute atmosphère comme sur Terre.

Planètes; Vénus et Mars...

 

 

 

 

 

 

 

Planète Vénus.

 

indiquent-ils des exemples de changement de climat.
(Agence européenne de l'espace 27 avril 2007)

 

 

 

Traces sur Mars.

 

Nous pouvons regarder aux planètes voisines pour voir les exemples de l'impact du changement extrême de climat, chercheurs de parole à l'Agence européenne de l'espace.

La terre se repose entre deux mondes qui ont été dévastés par des catastrophes de climat. Dans l'effort de combattre le chauffage global, nos voisins peuvent fournir des perspicacités valables dans la manière que les catastrophes de climat affectent des planètes.

Modelant le climat de la terre pour prévoir son futur a pris l'importance énorme à la lumière de l'influence de l'humanité sur l'atmosphère. Le climat de nos deux voisins est dans le contraste rigide à celui de notre planète à la maison, en faisant des données à partir de Venus de l'ESA de valeur inestimable exprès exprimer et de Mars aux scientifiques de climat. Venus est un enfer nuageux tandis que Mars est un désert glacial. Car les soucis courants concernant le chauffage global ont maintenant réalisé l'acceptation répandue, la pression a augmenté sur des scientifiques pour proposer des solutions.

 

 

 

Mars & Lune.

 

L'arme principale dans l'arsenal d'un scientifique de climat est le modèle de climat, un programme machine qui emploie les équations de la physique pour étudier la manière dont l'atmosphère de la terre fonctionne. Les aides de programme prévoient comment l'atmosphère pourrait changer à l'avenir.

« Aux membres du public elle doit sembler comme des modèles de climat sont les boules en cristal, mais elles sont réellement des équations complexes justes » dit David Grinspoon, musée de Denver de nature et de la Science, et un de scientifiques interdisciplinaires exprès de Venus.

Plus de scientifiques regardent ces équations, plus qu'ils se rendent compte juste comment le système du climat de la terre compliquée est. Grinspoon met la situation fâcheuse comme ceci : « Dans cinquante ou cent ans, nous saurons si les modèles d'aujourd'hui de climat étaient exacts mais s'ils sont erronés, d'ici là il sera trop tardif. »

Vénus (photo NASA)

Pour aider à augmenter la confiance en modèles d'ordinateur, Grinspoon considère que les scientifiques devraient regarder nos planètes voisines. « Il semble que les deux Mars et Venus ont commencé dehors beaucoup plutôt la terre et ont alors changé. Ils tous les deux tiennent l'information inestimable de climat pour la terre, » dit Grinspoon.

L'atmosphère de Venus est beaucoup plus épaisse que la terre' S. Néanmoins, les modèles courants de climat peuvent reproduire sa structure actuelle de la température bien. Maintenant les scientifiques planétaires veulent tourner l'horloge de nouveau à comprennent pourquoi et comment Venus a changé de son ancien Terre-comme des conditions en enfer d'aujourd'hui.

Ils croient que la planète a éprouvé un effet de serre chaude d'emballement pendant que le soleil rechauffait graduellement. Les astronomes croient que le jeune soleil était plus faible que le soleil actuel par 30 pour cent. Au cours de 4 mille millions de dernières années, il a graduellement éclairé. Pendant cette augmentation, l'eau de surface de Venus a évaporé et a écrit l'atmosphère.

La « vapeur d'eau est un gaz puissant de serre chaude et elle a causé la planète à l'échauffement encore plus. C'est tour causé plus d'eau à évaporer et mené à une réponse positive puissante de rétroaction connue sous le nom d'effet de serre chaude d'emballement, » dit Grinspoon.

Pendant que la terre chauffe en réponse à la pollution synthétique, elle risque le même destin. La reconstruction du climat du passé sur Venus peut donner à des scientifiques un meilleur arrangement de la façon dont étroit notre planète est à une telle catastrophe. Cependant, déterminant quand Vénus passé le point de non retour n'est pas facile. C'est où Vénus de l'ESA exprès vient po.

 

 

 

 

vol sur Vénus.

 

Le vaisseau spatial est en orbite autour de Venus rassemblant les données après lesquelles aidera à ouvrir la planète. Venus est gaz perdant de son atmosphère, ainsi Venus exprès mesure le taux de cette perte et de composition du gaz étant perdu. Il observe également le mouvement des nuages dans l'atmosphère de la planète. Ceci indique la manière que Venus répond à l'absorption de la lumière du soleil, parce que l'énergie du soleil fournit la puissance qui permet à l'atmosphère de se déplacer.

 

 

 

Superficie de Vénus.

 

En outre, Venus exprès dresse une carte la quantité et l'endroit de l'anhydride sulfureux dans l'atmosphère de la planète. L'anhydride sulfureux est un gaz de serre chaude et est libéré par des volcans sur Venus.

Le « arrangement que toute la ceci nous aidera à goupiller en bas de quand Venus a perdu son eau, » indique Grinspoon. Que la connaissance peut introduire dans l'interprétation du climat modèle sur la terre parce que bien que les deux planètes semblent très différentes maintenant, les mêmes lois de la physique régissent les deux mondes.

 

 

 

 

 

Planète Mars.

 

L'arrangement Mars' après est également important. Mars de l'ESA exprès étudie actuellement le destin de la planète rouge. Plus petite que la terre, Mars est pensé pour avoir perdu son atmosphère pour espacer. Quand les volcans de Martian sont devenus éteints, ainsi ont fait les moyens de la planète de compléter le niveau de son atmosphère la transformant en désert presque-privé d'air.

 

 

 

 

 

Atmosphère de Mars.

 

« Ce qui se sont produits sur ces deux mondes sont très différents mais l'un ou l'autre serait également désastreux pour la terre. Nous encaissons sur notre capacité de prévoir exactement le futur climat de la terre, » dit Grinspoon. Quelque chose qui peut jeter la lumière notre propre futur est valeur. C'est pourquoi l'étude de nos mondes voisins est essentielle.

 

 

 

Tempête de poussière sur Mars.

 

Ainsi, quand l'entretien planétaire de scientifiques d'explorer d'autres mondes, ils augmentent également leur capacité de comprendre notre propre planète...

 

(Et chaque planète est différent à la fois, meme si quelques unes fant partie d'un meme groupe.)

 

En hommage à Orion.         A travers le temps et l'espace...   Toute personne vivant aux latitudes moyennes dans l'hémisphère Nord et aimant observer la voûte céleste sait que la constellation d'Orion domine le ciel hivernal. Elle apparaît déjà en octobre en même temps que Sirius qui brille à ses pieds, culmine au méridien le 13 décembre et disparaît du ciel au mois d'avril, lui permettant d'observer durant plusieurs mois l'une des plus belles constellations d'hiver. Il sait aussi que cette constellation renferme l'une des plus belles nébuleuses du ciel, la Grande Nébuleuse d'Orion, Messier 42, et un sujet plus difficile à percevoir mais qui se révèle par la photographie, la nébuleuse obscure de la Tête de cheval, sans oublier plusieurs dizaines de galaxies et la Boucle de Barnard.   Mais ainsi que nous allons le découvrir, Orion c'est également une constellation d'étoiles plus merveilleuses les unes que les autres, regroupant une population stellaire très variée, des nurseries d'étoiles et des astres vieillissants, des étoiles géantes bleues et supergéantes rouges, des étoiles naines et des dizaines d'étoiles doubles et variables.

Constellation de l'Orion.

Orion & Nebulose M 42

 

 

 

 

Par la gloire qui l'entoure depuis plus de deux mille ans, le nom d'Orion est associé au célèbre chasseur grec, à de nombreuses marques et désignations, ce site Internet porte également son nom en son hommage ainsi que le club que j'avais fondé dans les années 1970. Moralement je ne pouvais donc passer sous silence et ignorer la plus belle constellation du ciel hivernal. Nous allons décrire les légendes qui lui sont associées et les faits scientifiques relatifs aux objets du ciel profond visibles dans cette constellation. A travers ces descriptions et ces illustrations ce dossier nous conduira à travers le temps et l'espace, du temps de Nicholas Peiresc et de William Herschel au troisième millénaire. Ce périple nous conduira dans les bras de la Voie Lactée, là où le rayonnement ultraviolet intense des étoiles bleues interagit violemment avec les nuages denses d'hydrogène pour dessiner en lettres de feux et aux couleurs plus réelles que de nature l'histoire d'une région isolée de l'univers. Dans cet endroit silencieux, ci et là torride ou glacial, se déroule l'aventure extraordinaire d'une multitude de systèmes stellaires et planétaires en gestation, des mondes forgés à partir d'électrons libres, d'atomes et de poussières qui, un jour futur s'uniront peut-être pour donner naissance à la vie. Nous sommes aujourd'hui des observateurs privilégiés car avec les techniques d'observation dont nous disposons nous avons la chance de pouvoir embrasser d'un seul regard des mondes en gestation, d'autres dans la fleur de l'âge ou agonisant au seuil de leur vie, accompagnés de tous les effets secondaires qu'entraînent ces

événements.

La constellation d'Orion abrite tous ces objets et recèle bien d'autres entités que nous allons à présent découvrir. Mais faisons tout d'abord un détour par l'histoire et la mythologie.

 

 

 

 

Nomenclature.

 

Pour l'homme moderne, une constellation n'est rien d'autre qu'un regroupement arbiraire d'étoiles visibles à l'oeil nu suggérant la forme d'un objet ou d'un animal. Mais c'est oublier que jadis, à l'aube de la civilisation, des hommes ont catalogué les étoiles, cherché dans le ciel des traces de la vie terrestre et leur ont donné un nom afin de mieux gérer les affaires du ciel et préciser le cours des événements.

Dans certains civilisations, Orion est associé à un robuste chasseur près à conquérir le monde. D'autres civilisations y voient une tortue, une pieuvre, un cayman ou simplement des étoiles individuelles. Les plus vieilles légendes remontent à l'époque où florissaient les civilisations méditerranéennes en Anatolie (Syrie), en Egypte et en Grèce.

 

 

 

 

La mythologie Hittites.

 

Les Hittites vivaient le long de la rive septentrionale de la Méditerranée, c'est-à-dire en Asie Mineure, entre la Syrie et la Turquie actuelle. Leur civilisation se développa à l'époque où règna Ramsès II en Egypte.

La cosmogonie Hittites remonte au milieu du II^eme millénaire avant Jésus-Christ. Cette civilisation inventa sa propre écriture hiéroglyphique mais employait la graphie cunéiforme des Mésopotamiens dans la vie courante.

Chez les Hittites Orion s'appellait Aqhat. C'était un homme généreux et un grand chasseur sous le regard duquel la déesse de la guerre Anat tomba amoureuse. Mais leurs sentiments n'étaient pas réciproques. Un jour, alors qu'Aquat avait refusé qu'elle tende son arc, Anat envoya un homme de main lui voler son arme. La légende rapporte que le truand blessa Aqhat à mort et jetta son arc dans la mer. C'est pourquoi Orion et son arc descendent sous l'horizon au printemps.

 

 

 

 

La mythologie Egyptienne.

 

Pour les Egyptiens Orion était la demeure d'Osiris, le dieu de la lumière, le pharaon qui fut assassiné par son frère Set, le dieu à face de chacal. Osiris vaincquit la mort et après être ressucité il résida dans la région d'Orion. Non loin de là Isis demeura auprès de Sirius. Les étoiles d'Orion brillent ainsi à l'image du tribut à Osiris.

Il y a plus de 3000 ans les Egyptiens avaient observé que Sirius se levait juste avant le Soleil une seule fois par an. Cet événement suivait une période d'invisibilité totale de Sirius qui durait environ 70 jours. Nous savons aujourd'hui que durant cette période Sirius ne disparait pas. Il circule en fait durant la journée, son éclat étant noyé dans celui du Soleil.

Pour les Egyptiens les pharaons commençaient leur journée dans les royaumes du firmament et rendaient visite à Osiris et Isis dans les régions d'Orion et de Sirius. Le dernier lever de Sirius correspondait à sa mort. Le jour il était invisible. Il se purifiait dans la maison des embaumeurs située dans les bas-mondes et n'en sortait ressuscité qu'avec l'apparition du Soleil. Le cycle de momification suivait ainsi le cycle sidéral et durait exactement 70 jours.

 

 

 

 

La mythologie Grecque.

 

Le récit de la mythologie grecque est plus savoureux et fait intervenir de nombreuses acteurs célèbres dans notre culture qui ont pour certains vu leurs noms s'inscrire en lettres de feu sur le velours du ciel pour citer Hélios (Soleil), Zeus (Jupiter), Poséidon (Neptune), Mérope ou Apollon (Apollo).

 

 

 

Constellation du cigne.

Chez les Grecs Orion était connu comme "l'habitant de la montagne". C'était le fils d'Euryale et de Poséidon (Neptune chez les Romains). Son père lui donna le pouvoir de marcher sur les eaux, mais on rapporte qu'il fut si grand qu'il pouvait marcher au fond de la mer alors que sa tête demeurait au-dessus des vagues.

Orion était célèbre tant par ses actes de chasse que par ses passions amoureuses. Mais quand il se vanta de pouvoir débarrasser la Terre de tous les animaux sauvages, son destin fut scellé.

La légende rapporte qu'un jour, alors qu'Orion se rendit à Chios, il tomba amoureux de Mérope, l'une des sept Pléïades et fille du Roi Enope. Le Roi lui promis la main de sa fille s'il pouvait débarrasser l'île de tous les animaux dangereux. Alors qu'Orion ramenait des peaux de bête à sa bien-aimée, Enope s'inquiéta de savoir si Orion réussirait sa mission car il était lui même

tombé amoureux de sa fille Mérope.

 

 

 

Lorsqu'Orion ramena la dernière peau de bête et déclara au roi qu'il avait terminé sa tâche, Enope refusa de lui donner la main de sa fille. Ecoeuré, Orion bût le vin du roi et fut si saoûl qu'il n'hésita pas à kidnapper Mérope. Ce fut une grande insulte pour le roi et Enope pressa son père Dionysos de punir son invité. Le dieu du vin envoya un groupe de Satyres enivrer encore un peu plus Orion. Durant la nuit, lorsque l'homme fut endormi Enope lui creva les yeux et le jetta sur le rivage.

La colère d'Orion ne fit que grandir. Il visita un oracle qui lui annonça qu'il pourrait recouvrer la vue s'il se dirigeait vers l'Est là où Hélios se levait sur l'océan.

Aligné de galaxies.

En suivant le son émis par le marteau du Cyclope, Orion parvint à rejoindre l'île de Lemnos. Arrivé sur place il captura l'apprenti d'Hephaestos dénommé Cedale, qui accepta de lui servir de guide.

Quand finalement Orion atteignit l'extrémité Est de la mer, Eos tomba amoureuse d'Orion et son frère Hélios lui redonna la vue.

 

 

 

Après avoir passé quelques temps avec Eos sur l'île de Delos, Orion revint à Chios pour se venger du Roi Enope. Mais le roi s'enfuit par une chambre sous-terraine qu'Hephaestos, le dieu des forges et du feu lui avait construite. Déterminé, Orion partit en Crête rejoindre le grand père d'Enope, le Roi Minos.

Durant le voyage Orion rencontra la soeur d'Apollon, la belle Artémis, déesse de la chasse et de la Lune. Artémis et Orion partageant la même passion pour la chasse, elle le persuada d'abandonner son amertume et son désir de vengeance pour se joindre à elle et chasser les animaux.

 

 

 

Apollon, le dieu de la lumière, des prophéties et de la musique apprit la nouvelle et ayant par jalousie pris peur qu'Orion fasse à Artémis la même cour qu'il fit à Eos, il rapporta à Gaïa, la déesse de la Terre, la vantardise d'Orion à propos des animaux.

 

 

 

Nebulose Lagune.

Pour se venger de l'orgueil d'Orion, Gaïa envoya un scorpion mortel le tuer en le piquant au talon. Durant le combat Orion se rendit rapidement compte que son épée ne parviendrait jamais à percer l'armure du scorpion qui était impénétrable à tous ses coups mortels et qu'il ne pourrait jamais le tuer. Orion pris la fuite, plongea dans la mer et nagea jusqu'à Delos où il espérait trouver de l'aide auprès d'Eos.

Apollon qui fut témoin de la lutte refusa de laisser Orion s'échapper si facilement.

Il lança un défi à sa soeur Artémis, lui demandant si elle était capable d'atteindre ce petit objet noir qui était au loin dans la mer, "la tête, lui dit-il, de l'abominable traître Candaon" celui qui avait séduit Opos, l'une des prêtresse Hyperboréennes.

Artémis ignorant que Candaon était le surnom boétien d'Orion, elle tendit son arc, frappant au but du premier coup. Elle nagea ensuite pour récupérer le corps de sa victime et découvrit la réelle identité de cet inconnu; elle avait tué son amoureux, Orion.

Artémis implora les dieux pour qu'ils lui redonnent vie mais Zeus refusa. En son souvenir Artémis plaça l'image d'Orion et de ses deux chiens, Canis Major et Canis Minor dans le ciel parmi les étoiles. Plus tard Apollon épousera Artémis.

 

On dit que dans sa chasse éternelle Orion se place prudemment loin devant le scorpion. Une autre interprétation dit que le scorpion poursuit Orion pour l'éternité. Mais en réalité Orion a déjà disparu sous l'horizon septentrional des Tropiques quand son ennemi juré se lève pour dominer à son tour le ciel nocturne. Orion n'a plus à craindre la blessure du scorpion.

 

 

 

Orion au quotidien.

 

La constellation d'Orion aurait reçu son nom vers 425 avant notre ère. Aujourd'hui Orion n'est plus chassé par le scorpion vénimeux. Dans l'atlas "Geography of the heaven" d'Elijah Burritt publié en 1835, l'image d'Orion était celle d'un chasseur fier, portant une massue et un bouclier en peau de lion s'attaquant au Taureau.

Cette référence à la mythologie sera conservée durant plus d'un demi-siècle. Malheureusement la poésie qui entoure cette épopée a disparu de nos atlas modernes. En contrepartie, société capitaliste oblige, les reproductions des illustrations de Burritt en quadrichromie se vendent aujourd'hui plusieurs centaines de dollars.

 

 

Nebulose Cigne.

Les images des constellations telles que les imaginaient les Grecs ont toutefois été reprises dans les logiciels dits de planetarium simulant la voûte céleste tel "TheSky" ou "Starry Night" ainsi qu'on peut le voir ci-dessus.

Plus concrètement, pour les Grecs les étoiles d'Orion servaient à marquer le temps des moissons. Pour un obervateur se levant tôt, Orion est visible tout l'été. Le poète Hésiode exigea par exemple de son neveu fermier qu'il observa la première apparition d'Orion en été : "N'oublie pas, lorsqu'Orion se lèvera pour la première fois, de faire battre les épis sacrés par tes servantes...". A la fin de l'été, lorsque vient la saison des vendanges, Orion se lève à minuit. Et lorsqu'Orion se lève au coucher du Soleil en automne, les marins savent qu'il est temps de ramener leur bâteau au port pour l'abriter des tempêtes.