Pauvre vieux Venera 9, l’atterrisseur Vénus de l’Union soviétique, séparé de son orbiteur et a effectué une descente chaude et violente à travers l’atmosphère dense de Vénus le 22 octobre 1975, atterrissant durement sur un bouclier circulaire conçu pour se froisser et absorber l’impact. Il n’a survécu aux conditions de surface intenses que pendant 53 minutes, transmettant des données concernant les nuages, l’irradiance lumineuse, la température et la chimie atmosphérique, ainsi que la première image jamais prise de la surface d’une autre planète. Et puis c’est mort. Mais ses découvertes étaient importantes car Vénus et la Terre sont des planètes terrestres similaires qui se seraient formées par des processus similaires.
Il est juste de dire que si la Terre et Vénus sont des frères et sœurs, avec une taille et une composition comparables, elles ont un caractère très différent, les Dennis et Randy Quaid du système solaire intérieur. (Vénus n’est pas Dennis dans cette analogie.) La Terre abrite des conditions favorables à la vie ; en revanche, décrire Vénus comme inhospitalière est un euphémisme hilarant.
L’atmosphère de Vénus, la plus dense et la plus chaude des quatre planètes terrestres, se compose principalement de dioxyde de carbone avec une pression à la surface d’environ 92 fois la pression atmosphérique au niveau de la mer sur Terre. La température planétaire moyenne oscille autour de 464 degrés Celsius (867 degrés Fahrenheit). Plutot mauvais! Et bien qu’il n’ait pas de lune, même si c’était le cas, les nuages denses d’acide sulfurique qui enveloppent la planète entière obstrueraient toute vue nocturne idyllique.
Cependant, un autre trait que Vénus partage avec la Terre est qu’elle dégage de la chaleur intérieure dans l’espace. Les géologues savent que la tectonique des plaques entraîne une perte de chaleur intérieure sur Terre, rayonnant de la chaleur sur les sites où les plaques se séparent, mais on sait peu de choses sur la dynamique intérieure de Vénus.
Maintenant, des chercheurs du Jet Propulsion Laboratory de Pasadena, en Californie, ont mené une analyse des données recueillies par le vaisseau spatial Magellan dans les années 1990 pour calculer l’épaisseur de la croûte sur Vénus. Leurs résultats indiquent que malgré leurs personnalités très différentes, la Terre et Vénus ont un flux de chaleur comparable et une épaisseur lithosphérique similaire ; cela impose des contraintes sur l’évolution et la dynamique intérieure de Vénus. Les résultats sont publiés dans Géoscience de la nature.
La Terre a des plaques tectoniques mobiles qui glissent, s’entrechoquent et se séparent, facilitant une perte de chaleur efficace. Les modèles précédents suggéraient que Vénus avait soit une situation lithosphérique de « couvercle stagnant » – essentiellement une lithosphère immobile et froide couvrant toute la planète – soit un « couvercle épisodique », dans lequel un couvercle stagnant instable éclate parfois en activité tectonique. Mais des modèles et des analyses de données plus récents ne soutiennent pas ces propositions. Au lieu de cela, les chercheurs du JPL suggèrent un modèle de « couvercle spongieux » avec une flexion lithosphérique active.
Les chercheurs ont calculé l’épaisseur de la lithosphère en mesurant la flexion dans les formations de surface appelées couronnes, des caractéristiques quasi circulaires formées par l’activité géologique et volcanique. À l’aide des données altimétriques de Magellan, ils ont déterminé l’épaisseur moyenne de la lithosphère à partir de 75 emplacements dans 65 couronnes : 11 ± 7 kilomètres ; à partir de cette figure, ils calculent un flux de chaleur moyen de Vénus supérieur à la moyenne de la Terre, mais similaire aux valeurs mesurées dans les zones tectoniques en extension active.
Les auteurs écrivent: « Notre analyse identifie les zones probables d’extension active et suggère que Vénus a une épaisseur lithosphérique semblable à la Terre et des plages de flux de chaleur globales. Avec l’histoire géologique de la planète, nos découvertes soutiennent un régime convectif à couvercle spongieux qui repose sur des panaches, magmatisme intrusif et délaminage pour augmenter le flux de chaleur. »
Ceci est intéressant car la subduction induite par le panache est considérée par de nombreux chercheurs comme étant à l’origine de la tectonique des plaques terrestres, et Vénus pourrait donc être analogue à la Terre pendant l’éon archéen il y a 4 à 2,5 milliards d’années. Pendant l’Archaeon, le flux de chaleur de la Terre était environ trois fois plus élevé qu’aujourd’hui, et bien que recouverte d’eau, la planète était beaucoup plus chaude.
Dans l’ensemble, les auteurs présentent le modèle de couvercle spongieux comme un bon ajustement avec d’autres observations, avec une mobilité de surface limitée, un magmatisme intrusif, un délaminage lithosphérique (dans lequel un matériau se fracture en couches) et la formation de la couronne par soulèvement et descente. Et il comprend un autre mode de géodynamique planétaire qui diffère de manière intéressante de celui de la Terre.
Une autre application de ces découvertes : la détermination de l’habitabilité exoplanétaire reposerait sur des informations sur le flux de chaleur sur les mondes en orbite autour d’autres étoiles. Mais plus près de chez nous, si la proposition de « couvercle spongieux » du groupe peut être confirmée par l’une des prochaines missions d’observation de Vénus de cette décennie, cela conduira probablement à une réévaluation des idées entourant les caractéristiques de la surface de Vénus ainsi que l’évolution du manteau de la planète, et pourrait même avoir des implications pour la formation précoce du système solaire.
Plus d’information:
Suzanne E. Smrekar et al, Épaisseur lithosphérique semblable à la Terre et flux de chaleur sur Vénus compatibles avec le rifting actif, Géoscience de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41561-022-01068-0
Diogo L. Lourenço, Jumeaux planétaires éloignés, Géoscience de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41561-022-01104-z
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