Comment Vénus, presque aussi grande que la Terre, est-elle devenue la planète la plus chaude ?
Si Vénus est la planète la plus chaude du Système solaire, ce n’est pas seulement parce qu’elle est plus proche du Soleil. Son épaisse atmosphère de dioxyde de carbone empêche la chaleur émise par la surface de s’échapper facilement. Vénus ressemble à la Terre par sa taille et sa structure interne, mais sa surface atteint aujourd’hui environ 467°C et la pression atmosphérique y vaut près de 93 fois celle qui règne au niveau de la mer sur Terre.
Nous ne savons pas encore exactement comment Vénus et la Terre sont devenues si différentes. Pour le comprendre, il faut étudier non seulement l’atmosphère actuelle, mais aussi la présence éventuelle d’eau dans le passé et les gaz que les volcans ont ajoutés à l’atmosphère.
- Environ 12 104 km de diamètre soit près de 95% du diamètre de la Terre
- Environ 467°C la température de surface la plus élevée parmi les planètes du Système solaire
- Environ 93 fois la pression terrestre à la surface de Vénus
- Principalement du dioxyde de carbone le composant majeur d’une atmosphère qui freine la fuite de la chaleur
Les nuages brillants et l’épaisse atmosphère ont des rôles différents
Les nuages de gouttelettes d’acide sulfurique qui enveloppent Vénus réfléchissent une grande partie de la lumière solaire. C’est pourquoi la planète paraît si brillante dans le ciel nocturne. Mais l’énergie qui traverse les nuages et chauffe la surface repart vers le haut sous forme de rayonnement infrarouge, que l’épaisse atmosphère de dioxyde de carbone absorbe et réémet à plusieurs reprises.
Ce processus rend difficile l’évacuation de l’énergie de la surface vers l’espace. L’effet de serre est également un phénomène naturel sur Terre, mais la quantité et la composition de l’atmosphère de Vénus sont très différentes et ont entraîné une chaleur extrême. La NASA décrit l’état actuel de la planète comme le résultat d’un effet de serre incontrôlé.
Les nuages de Vénus réfléchissent la lumière solaire, mais l’immense atmosphère de dioxyde de carbone située en dessous empêche la chaleur de la surface de s’échapper facilement vers l’espace.
Nous ignorons encore si Vénus a autrefois possédé un océan
Dans l’atmosphère de Vénus, la proportion de deutérium — une forme lourde de l’hydrogène — par rapport à l’hydrogène ordinaire est bien plus élevée que sur Terre. Comme l’hydrogène léger s’échappe plus facilement dans l’espace, ce rapport renforce l’hypothèse selon laquelle Vénus contenait autrefois davantage d’eau. Cette mesure ne suffit toutefois pas à prouver qu’un océan liquide recouvrait sa surface.
Les scientifiques testent deux histoires différentes. Certains modèles climatiques suggèrent que Vénus a pu se refroidir assez pour former un océan peu profond et conserver longtemps un climat tempéré. D’autres recherches indiquent qu’elle était trop chaude dès le départ pour que la vapeur d’eau retombe en pluie et forme un océan. Des mesures plus précises de l’atmosphère et des roches seront nécessaires pour les départager.
Un « ancien océan sur Vénus » n’est qu’une histoire possible. Le rapport élevé de deutérium est un indice de perte d’eau, et non un littoral photographié ou une preuve directe de l’existence d’un océan.
Le radar recherche les volcans cachés sous les nuages
Les nuages épais empêchent les caméras en lumière visible d’observer la surface de Vénus. La sonde Magellan de la NASA a envoyé des ondes radio vers la planète et utilisé leur écho pour cartographier 98% de la surface. Ces données indiquent que les coulées volcaniques en recouvrent au moins 85%.
Des chercheurs ont comparé des observations radar de 1990 et 1992 et repéré des changements de signal autour de Sif Mons et de Niobe Planitia. Après avoir tenu compte des pentes et des obstacles du relief, l’explication qui correspondait le mieux était celle d’une lave nouvelle, écoulée puis solidifiée pendant la mission. Aucune éruption n’a été filmée directement, mais ces observations montrent que la surface de Vénus a réellement changé au début des années 1990.
De nouvelles missions étudieront séparément l’atmosphère et la surface
- En descendant dans l’atmosphère la sonde DAVINCI doit mesurer la composition des gaz, la pression, la température et les vents, puis photographier Alpha Regio sous les nuages.
- En observant de nouveau la surface depuis l’orbite VERITAS prévoit d’étudier les volcans et la structure interne après 2031 grâce à de nouvelles cartes radar ainsi qu’à des données gravimétriques et spectroscopiques.
- En sondant sous la surface EnVision de l’ESA, dont le lancement est visé pour novembre 2031, doit observer ensemble le sous-sol, la surface et l’atmosphère à l’aide d’un radar et de spectromètres.
Ces trois missions mesureront des matières différentes à des altitudes différentes, car un seul type de données ne peut reconstituer l’histoire de Vénus. Les gaz atmosphériques peuvent préciser l’époque de la perte d’eau, tandis que les roches et les volcans peuvent révéler quelles matières sont remontées de l’intérieur.
Vénus montre que la taille ne suffit pas à prédire l’avenir d’une planète
Vénus n’est pas une image exacte du futur de la Terre. Elle sert plutôt de comparaison : même deux planètes de taille similaire peuvent aboutir à des environnements entièrement différents lorsque les changements de masse atmosphérique, d’état de l’eau, de volcanisme et de roches s’accumulent pendant très longtemps.
L’aspect brillant et lisse de Vénus est produit par ses nuages élevés, pas par sa surface solide. Le sol brûlant et les traces de volcans restent cachés en dessous. Les radars et les sondes atmosphériques relient ces deux couches afin de retrouver l’enchaînement qui a donné à Vénus son visage actuel.