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Les sciences de la Terre (aussi appelées géosciences) désignent l'ensemble des sciences dont les études sont relatives à la planète Terre. Elles se décomposent en divers groupes de sciences, chacun étant relatif à l'une des quatre « sphères » composant la Terre : l'atmosphère, l'hydrosphère, la lithosphère et la biosphère. Alliant travail de terrain, expérimentation et théorisation, les sciences de la Terre ont pour principal objectif de décrire et d'expliquer le fonctionnement des différentes enveloppes terrestres et de caractériser leurs interactions mutuelles. Par ailleurs, de nombreuses disciplines des sciences de la Terre trouvent aussi des applications dans les domaines de l'économie et de la société, comme la gestion de l'environnement, des risques naturels ou l'approvisionnement en ressources naturelles.

Les sciences de l'Univers regroupent les différentes sciences traitant de l'Univers, de ses propriétés et de ses objets. Elles sont constituées de diverses spécialités, chacune étudiant un type de corps ou d'ensemble de corps constitutif de l'Univers. Ces sciences font appel à de nombreux et lourds dispositifs d'observations, situés à la fois sur Terre et dans l'espace et ont nécessité le développement de technologies spécifiques qui trouvèrent des applications a-posteriori au sein des sociétés modernes.

Les sciences de la Terre et de l'Univers sont nées de la nécessité pour l'Homme de comprendre le fonctionnement de son environnement et de déterminer ses origines. Ces sciences sont caractérisées par une interdisciplinarité et une interconnectivité importantes, utilisant principalement les théories et les principes de la physique, de la chimie et des mathématiques. Si les avancées dans les sciences de l'Univers permettent une meilleure compréhension de certains aspect des sciences de la Terre, ces dernières servent également d'analogues dans les études de corps célestes autres que la Terre.

Lumière sur…

Mars vue par le télescope Hubble en 2001

Mars est la quatrième planète par ordre de distance croissante au Soleil et la deuxième par masse et par taille croissantes sur les huit planètes que compte le Système solaire. Son éloignement au Soleil est compris entre 1,381 et 1,666 UA (206,6 à 249,2 millions de km), avec une période orbitale de 686,71 jours.

C’est une planète tellurique, comme le sont Mercure, Vénus et la Terre, environ dix fois moins massive que la Terre mais dix fois plus massive que la Lune. Sa topographie présente des analogies aussi bien avec la Lune, à travers ses cratères et ses bassins d'impact, qu'avec la Terre, avec des formations d'origine tectonique et climatique telles que des volcans, des rifts, des vallées, des mesas, des champs de dunes et des calottes polaires. La plus grande montagne du Système solaire, Olympus Mons (qui est aussi un volcan bouclier), et le plus grand canyon, Valles Marineris, se trouvent sur Mars.

Mars a aujourd'hui perdu la presque totalité de son activité géologique interne, et seuls des événements mineurs surviendraient encore épisodiquement à sa surface, tels que des glissements de terrain, sans doute des geysers de CO2 dans les régions polaires, peut-être des séismes, voire de rares éruptions volcaniques sous forme de petites coulées de lave.

La période de rotation de Mars est du même ordre que celle de la Terre et son obliquité lui confère un cycle des saisons similaire à celui que nous connaissons ; ces saisons sont toutefois marquées par une excentricité orbitale cinq fois et demie plus élevée que celle de la Terre, d'où une asymétrie saisonnière sensiblement plus prononcée entre les deux hémisphères.

Mars peut être observée à l’œil nu, avec un éclat bien plus faible que celui de Vénus mais qui peut, lors d'oppositions rapprochées, dépasser l'éclat maximum de Jupiter, atteignant une magnitude apparente de -2,91, tandis que son diamètre apparent varie de 25,1 à 3,5 secondes d'arc selon que sa distance à la Terre varie de 55,7 à 401,3 millions de kilomètres. Mars a toujours été caractérisée visuellement par sa couleur rouge, due à l'abondance de l'hématite amorphe (oxyde de fer(III)) à sa surface. C'est ce qui l'a fait associer à la guerre depuis l'Antiquité, d'où son nom en Occident d'après le dieu Mars de la guerre dans la mythologie romaine, assimilé au dieu Arès de la mythologie grecque. En français, Mars est souvent surnommée « la planète rouge » en raison de cette couleur particulière.

Avant le survol de Mars par Mariner 4 en 1965, on pensait qu'il s'y trouvait de l'eau liquide en surface et que des formes de vie similaires à celles existant sur Terre pouvaient s'y être développées, thème très fécond en science fiction. Les variations saisonnières d'albédo à la surface de la planète étaient attribuées à de la végétation, tandis que des formations rectilignes perçues dans les lunettes astronomiques et les télescopes de l'époque étaient interprétées, notamment par l'astronome amateur américain Percival Lowell, comme des canaux d'irrigation traversant des étendues désertiques avec de l'eau issue des calottes polaires. Toutes ces spéculations ont été balayées par les sondes spatiales qui ont étudié Mars : dès 1965, Mariner 4 permit de découvrir une planète dépourvue de champ magnétique global, avec une surface cratérisée rappelant celle de la Lune, et une atmosphère ténue.

Depuis lors, Mars fait l'objet de programmes d'exploration plus ambitieux que pour aucun autre objet du Système solaire : de tous les astres que nous connaissons, c'est en effet celui qui présente l'environnement ayant le plus de similitudes avec celui de notre planète. Cette exploration intensive nous a apporté une bien meilleure compréhension de l'histoire géologique martienne, révélant notamment l'existence d'une époque reculée — le Noachien — où les conditions en surface devaient être assez similaires à celles de la Terre à la même époque, avec la présence de grandes quantités d'eau liquide ; la sonde Phoenix a ainsi découvert à l'été 2008 de la glace d'eau à une faible profondeur dans le sol de Vastitas Borealis.

Enfin, Mars possède deux petits satellites naturels, Phobos et Déimos.

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