Les scientifiques sont peut-être un peu plus près de découvrir l’identité d’un ingrédient mystérieux dans les nuages jaunes opaques de Vénus, après que de nouvelles techniques de calcul aient révélé de nouvelles réactions chimiques dans l’atmosphère de la planète chaude.
Semblable à la Terre par sa taille et sa masse, Vénus est une sorte de jumelle maléfique, son atmosphère épaisse, principalement composée de dioxyde de carbone, emprisonnant la chaleur dans un effet de serre extrême qui maintient la deuxième planète à partir de la surface du Soleil suffisamment chaude pour faire fondre le plomb. Le ciel vénusien est enveloppé de nuages opaques d’acide sulfurique qui empêchent la lumière visible d’atteindre la surface.
Mais dès la fin des années 1970, les scientifiques ont observé que quelque chose dans l’atmosphère de Vénus absorbe facilement une partie de la lumière ultraviolette. Ils n’ont pas réussi à déterminer la nature de ce mystérieux ingrédient, mais ont toujours soupçonné qu’il était lié à la chimie du soufre dans les nuages vénusiens.
Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications s’étend maintenant sur les façons dont les nuages sulfureux peuvent se former dans l’atmosphère vénusienne, ce qui pourrait rapprocher les scientifiques de l’identification de l’ingrédient mystérieux. Les techniques de calcul utilisées dans cette recherche pourraient également porter leurs fruits dans de futures études, d’autant plus qu’elles ne nécessitent pas de missions coûteuses sur Vénus ni d’expériences dangereuses en laboratoire.
Les scientifiques connaissent depuis longtemps la présence de soufre et de composés apparentés tels que l’acide sulfurique sur Vénus, mais la manière dont les nombreuses formes différentes de composés soufrés se développent dans l’atmosphère est restée floue.
“Nous savons que l’atmosphère de Vénus contient du SO2 en abondance. [sulfur dioxide] et des particules d’acide sulfurique”, a déclaré James Lyons, chercheur principal au Planetary Science Institute et auteur de la nouvelle étude, dans un communiqué. “Nous nous attendons à ce que la destruction du SO2 par les ultraviolets produise des particules de soufre. Elles sont construites à partir du S (soufre) atomique vers le S2, puis le S4 et enfin le S8. Mais comment ce processus est-il initié, c’est-à-dire comment se forme le S2 ?”.
Découverte de signes possibles de vie extraterrestre sur Vénus
Une façon d’obtenir le S2, ou disulfure, est de combiner deux atomes de soufre. Mais le Dr Lyons et ses collègues ont trouvé un autre moyen.
“Nous avons trouvé une nouvelle voie pour la formation de S2, la réaction du monoxyde de soufre (SO) et du monoxyde de disulfure (S2O), qui est beaucoup plus rapide que la combinaison de deux atomes de S pour fabriquer S2”, a-t-il déclaré.
Il est important de noter que les chercheurs ont découvert cette voie en utilisant des techniques de chimie computationnelle connues sous le nom de calculs ab initio.
“Pour la première fois, nous utilisons des techniques de chimie computationnelle pour déterminer les réactions les plus importantes, plutôt que d’attendre des mesures en laboratoire”, a déclaré le Dr Lyons. “Les gens hésitent à aller au laboratoire pour mesurer les constantes de vitesse des molécules composées de S, de chlore (Cl) et d’oxygène (O) – ce sont des composés difficiles et parfois dangereux à travailler. Les méthodes de calcul sont la meilleure – et vraiment la seule – alternative.”
Bien que les résultats de la nouvelle étude ne résolvent pas le mystère de l’ingrédient absorbant les ultraviolets dans l’atmosphère vénusienne, le Dr Lyons et ses collègues notent dans l’étude que les résultats aideront à informer les études futures qui pourraient résoudre ce mystère – et peut-être aller plus loin.
La nouvelle compréhension de la chimie du soufre servira de base aux prochaines missions vers Vénus, telles que la mission Davinci+ de la Nasa (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gasses, Chemistry, and Imaging), et une mission autofinancée par le fournisseur de fusées Rocket Lab qui enverra une sonde dans les nuages sulfureux de Vénus à la recherche de signes de vie extraterrestre.
Sur Terre, la nouvelle chimie du soufre aidera les scientifiques à mieux comprendre l’activité volcanique terrestre, à évaluer le potentiel des propositions de géo-ingénierie pour lutter contre le changement climatique et à mieux comprendre l’atmosphère de la Terre primitive avant que l’oxygène ne devienne un ingrédient majeur de notre air.
