Malgré sa petite taille, Mars semble avoir un impact énorme sur les cycles orbitaux qui régissent le climat terrestre, notamment ceux qui provoquent les périodes glaciaires.
Mars a une influence étonnamment grande sur le climat de la Terre
Comparée à la Terre, Mars est petite, mais elle semble avoir un effet démesuré sur les cycles climatiques de notre planète. Des petites planètes similaires pourraient affecter les climats de mondes situés au-delà de notre système solaire, ce que nous devons commencer à prendre en compte lors de l’évaluation de leur habitabilité potentielle.
Stephen Kane de l'Université de Californie à Riverside et ses collègues ont découvert cet effet en effectuant des simulations de l'influence que Mars aurait sur l'orbite terrestre si sa masse était différente, de 100 fois sa masse réelle à si elle disparaissait complètement. « En fait, je suis arrivé à cela dans une perspective de scepticisme, parce que j'avais du mal à croire que Mars, qui ne représente qu'un dixième de la masse de la Terre, puisse avoir un effet aussi profond sur les cycles terrestres. C'est ce qui a motivé cette étude à tourner ce bouton de la masse de Mars et à voir ce qui se passe », explique Kane.
Le climat de la Terre présente de nombreux cycles à longue échelle basés sur l'excentricité de son orbite (l'étendue de sa trajectoire autour du soleil) et l'inclinaison de son axe. Ces orbites, régies par la gravité du soleil et des autres planètes du système solaire, régissent des événements cruciaux tels que le moment des périodes glaciaires et l'intensité des changements saisonniers.
L'un des plus influents est connu sous le nom de grand cycle : au cours de 2,4 millions d'années, l'ellipse de l'orbite terrestre autour du soleil s'allonge et se raccourcit à nouveau. Cela affecte la quantité de lumière solaire que la surface de la Terre reçoit à un moment donné, régulant ainsi le calendrier des changements climatiques à long terme.
Les chercheurs ont découvert que lorsque Mars a été entièrement supprimée, le grand cycle a disparu, ainsi qu'un autre cycle de l'excentricité terrestre qui dure environ 100 000 ans. « Cela ne veut pas dire que si nous supprimions Mars, la Terre n'aurait pas de périodes glaciaires, mais cela modifierait tout le paysage de la fréquence à laquelle les périodes glaciaires et les effets climatiques qui en découlent se produisent », explique Kane.
Lorsque la masse simulée de Mars augmentait, ces cycles devenaient plus courts et plus intenses. Mais un troisième cycle d'excentricité d'une durée d'environ 405 000 ans, régi principalement par les attractions gravitationnelles de Vénus et de Jupiter, persiste quelle que soit la masse de Mars. La planète rouge n'est donc pas toute-puissante, mais elle a plus d'influence que prévu.
Un effet plus subtil est l'influence de Mars sur l'inclinaison de la Terre, qui oscille normalement sur une période d'environ 41 000 ans. Kane et ses collègues ont découvert que Mars semble avoir un effet stabilisant sur ce cycle, celui-ci se produisant moins fréquemment si Mars avait une masse supplémentaire et plus fréquemment si Mars devenait plus petite.
Nous ne pouvons pas dire exactement à quoi ressemblerait la Terre si Mars n’était pas là ou si elle était beaucoup plus grande, mais il y aurait certainement des changements. Alors que la recherche se poursuit pour trouver des mondes semblables à la Terre, dotés d’un climat propice à la vie telle que nous la connaissons, il semble que l’influence des planètes plus petites soit plus grande que ce que les scientifiques pensaient. « Nous avons vraiment besoin de bien connaître les architectures orbitales des systèmes d'exoplanètes pour pouvoir raisonnablement comprendre les éventuelles fluctuations climatiques sur ces planètes », explique Sean Raymond de l'Université de Bordeaux en France.
Comprendre cette architecture sera cependant difficile. « Il s'agit plus d'un avertissement qu'autre chose : nous ne pouvons pas ignorer les objets plus petits, même s'ils sont assez difficiles à trouver, car les planètes plus petites comme Mars ont en réalité un impact plus important que nous le pensions », explique Kane.
