Mars se situe sur une orbite extérieure à celle de la Terre ; ses conditions d’éclairement sont donc beaucoup moins variées que celles des astres qui se trouvent entre la Terre et le Soleil -tels que la Lune et Mercure.

La forte inclinaison de Mars sur le plan de l’écliptique provoque une alternance du pôle visible depuis la Terre, ce qui facilite grandement l’étude des deux pôles et permet à Bernard Lyot de mener de manière très complète et détaillée des observations de l’ensemble de la planète -mers et terres, calotte polaire australe, terminateur et limbes, nébulosités diverses.

Entre 1922 et 1926, Bernard Lyot entreprend  trois séries d’observations de Mars durant lesquelles son étude se précise singulièrement, mettant en évidence, par similarité de polarisation, des similarités avec Mercure et la Lune.

Lors des observations de 1922, les images de Mars -qui se situe près de l’horizon- sont brouillées par les turbulences atmosphériques et Bernard Lyot ne peut mesurer que la polarisation globale de la lumière émise.

En 1924-1925, Mars est plus haut dans le ciel. Ses observations donnent de très bonnes images qui permettent d’étudier diverses régions de la planète (Cf. ill. mars). A certaines périodes, Bernard Lyot constate qu’il existe des perturbations de la polarisation mais il ne décèle pas de raison apparente ; retrouvant ces mêmes perturbations lorsque la planète est voilée par une brume épaisse, il conclut à l’existence d’une atmosphère non visible depuis la Terre.

 

Cette« atmosphère de Mars diffuse une quantité de lumière insensible lorsqu’elle est très pure tandis que les brumes et nuages dont elle se charge à certaines époques nous envoient une lumière assez intense, polarisée en général moins fortement que celle du sol ».

Les mesures de 1926 ne sont pas très nombreuses mais Bernard Lyot les concentre sur les régions centrales dont il calcule la polarisation.

Ces observations lui permettront avec son élève Audouin Dollfus, d’affiner ses mesures polarimétriques et de proposer vers 1950, une composition du sol des régions claires, dominée par des oxydes de fer.

Ces conclusions seront confirmées par des observations directes avec des sondes spatiales équipées de rovers.