Y a-t-il eu des océans sur Vénus, la soeur jumelle de la Terre ?

Publié par Redbran le 16/10/2021 à 13:00
Source: Université de Genève

Vue d'artiste de la surface et de l'atmosphère de Vénus primitive, il y a plus de 4 milliards d'années. Au premier plan, on distingue un mystérieux explorateur surpris d'y voir les océans entièrement vaporisés dans le ciel.
© Manchu
La planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) Vénus peut être considérée comme la jumelle maléfique de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). À première vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...), sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) et sa taille sont comparables à celles de notre planète, elle est composée essentiellement de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) rocheux, contient un peu d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) et possède une atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Pourtant, des différences frappantes les opposent: l'épaisse atmosphère de CO2, la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) extrêmes à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...), ainsi que les nuages d'acide sulfurique (L'acide sulfurique (anciennement appelé huile de vitriol ou vitriol) est un composé...) de Vénus constituent un contraste infernal avec les conditions favorables à la vie (La vie est le nom donné :) sur Terre. Il se peut toutefois que cela n'ait pas toujours été le cas.

Des études antérieures ont suggéré que, par le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble...), Vénus ait pu être un endroit beaucoup plus hospitalier, avec ses propres océans (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par...). Une équipe d'astrophysiciens dirigée par l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en...) (UNIGE) et le Pôle National de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) (PRN) PlanetS a cherché à savoir si la jumelle de notre planète a effectivement connu des périodes plus clémentes. Les résultats, à lire dans la revue Nature, suggèrent que cela n'est pas le cas.

Vénus est une planète sur laquelle les astrophysiciens effectuent actuellement de nombreuses recherches. L'ESA et la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) ont d'ailleurs décidé d'envoyer pas moins de trois missions spatiales au cours de la prochaine décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix »...) vers la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) planète la plus proche du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...). L'une des questions clés auxquelles ces missions visent à répondre est de savoir si Vénus a accueilli ou non des océans primitifs.

Des astrophysiciens dirigés par Martin Turbet, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Département d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) de la Faculté des sciences de l'UNIGE et membre du PRN PlanetS, ont tenté de répondre à cette même question avec les outils disponibles sur Terre. "Nous avons simulé le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) de la Terre et de Vénus au tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) début de leur évolution, il y a plus de quatre milliards d'années, lorsque la surface des planètes était encore en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état...), explique Martin Turbet. En raison de la température élevée qui y était associée, l'eau était présente sous forme de vapeur (), comme dans une gigantesque cocotte-minute." À l'aide de modèles tridimensionnels sophistiqués de l'atmosphère, semblables à ceux que les scientifiques utilisent pour simuler le climat actuel de la Terre, l'équipe a étudié comment les atmosphères des deux planètes évolueraient au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) et si des océans pouvaient se former au cours de ce processus.

"Grâce à nos simulations, nous avons montré que les conditions climatiques n'ont pas permis la condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui...) de la vapeur d'eau de l'atmosphère de Vénus (L'atmosphère de Vénus a été découverte en 1761 par le polymathe russe...)", déclare Martin Turbet. Cela signifie que les températures ne sont jamais descendues suffisamment bas pour que l'eau présente dans son atmosphère forme des gouttes de pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...) qui pourraient tomber sur sa surface. Au lieu de cela, l'eau est restée sous forme de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) dans l'atmosphère et les océans ne se sont jamais formés. "L'une des principales raisons de ce phénomène sont les nuages qui se forment préférentiellement du côté nuit de la planète. Ces nuages provoquent un très puissant réchauffement par effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie...) qui a empêché Vénus de se refroidir aussi rapidement qu'on le pensait auparavant", poursuit le chercheur genevois.

De petites différences aux graves conséquences

Étonnamment, les simulations des astrophysiciens montrent également que la Terre aurait pu facilement subir le même sort que Vénus. Si la Terre avait été juste un peu plus proche du Soleil, ou si le Soleil avait brillé aussi fort dans sa 'jeunesse' qu'aujourd'hui, notre planète aurait un aspect très différent. Ainsi, c'est grâce au rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) relativement faible de ses débuts que la Terre a pu se refroidir suffisamment pour que se condense l'eau qui forme nos océans. Pour Emeline Bolmont, professeure à l'UNIGE, membre de PlanetS et co-auteure de l'étude, "il s'agit d'un retournement complet dans la façon dont nous envisageons ce que l'on a longtemps appelé le 'paradoxe (Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un...) du jeune Soleil faible'. Cela était vu comme un obstacle à l'apparition de la vie sur Terre!" L'argument était que si le rayonnement du Soleil était nettement plus faible qu'aujourd'hui, il aurait transformé la Terre en une boule de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) hostile à la vie. "Mais il s'avère que pour la jeune Terre très chaude, ce Soleil faible a en fait été une opportunité inespérée !", poursuit la chercheuse.

"Nos résultats sont basés sur des modèles théoriques et constituent un élément important pour répondre à la question de l'histoire de Vénus", déclare David Ehrenreich, co-auteur de l'étude, professeur au Département d'astronomie de l'UNIGE et membre du PRN PlanetS. "Mais nous ne pourrons pas répondre de manière définitive à cette question sur nos ordinateurs. Les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) des trois missions vénusiennes seront indispensables pour confirmer - ou infirmer - nos travaux." Ces perspectives réjouissent Emeline Bolmont, pour qui "ces questions passionnantes pourront être traitées par le nouveau Centre pour la Vie dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) qui vient tout juste de voir le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) au sein de la Faculté des sciences de l'UNIGE."

Publication:
Cette recherche est publiée dans Nature - DOI: 10.1038/s41586-021-03873-w

Contacts:
- Martin Turbet - Chercheur "Marie Curie (Marie Curie (née Maria Skłodowska le 7 novembre 1867 à Varsovie, Pologne...)" au Département d'astronomie - Faculté des sciences - Martin.Turbet at unige.ch
- Emeline Bolmont - Professeure assistante au Département d'astronomie - Faculté des sciences - Emeline.Bolmont at unige.ch
- David Ehrenreich - Professeur associé au Département d'astronomie - Faculté des sciences - David.Ehrenreich at unige.ch
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