Dix mystères étonnants de Vénus

Cette vue globale de la surface de Vénus est centrée à 180 degrés de longitude est. Les mosaïques du radar à synthèse d’ouverture de Magellan du premier cycle de cartographie de Magellan sont cartographiées sur un globe simulé par ordinateur pour créer cette image. Les lacunes dans les données sont comblées avec les données Pioneer Venus Orbiter ou une valeur moyenne constante. La couleur simulée est utilisée pour améliorer la structure à petite échelle. Les teintes simulées sont basées sur des images couleur enregistrées par les vaisseaux spatiaux soviétiques Venera 13 et 14. Crédit : NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech

La superficie de Vénus est complètement inhospitalier pour la vie : stérile, sec, écrasé sous une atmosphère environ 90 fois la pression de la Terre et grillé par des températures deux fois plus chaudes qu’un four. Mais a-t-il toujours été ainsi ? Vénus aurait-elle pu être une jumelle de la Terre – un monde habitable avec des océans d’eau liquide ? C’est l’un des nombreux mystères associés à notre monde sœur enveloppé.

27 ans se sont écoulés depuis NasaLa dernière mission Magellan a mis en orbite autour de Vénus. C’était la mission la plus récente de la NASA sur la planète sœur de la Terre, et bien que nous ayons acquis une connaissance significative de Vénus depuis lors, de nombreux mystères sur la planète restent non résolus. celui de la NASA DA VINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging) espère changer cela.

Voici dix mystères de Vénus avec lesquels les scientifiques de la NASA sont toujours aux prises :

1. Vénus a-t-elle déjà accueilli la vie ?

De grandes questions sont souvent posées lorsque l’on pense à d’autres planètes : y a-t-il de la vie ? Y a-t-il jamais eu de la vie ? Si oui, quel genre de vie ? De minuscules microbes qui ressemblent à la vie simple sur Terre ? Ou comme rien que nous ayons jamais reconnu?

Vénus ne fait pas exception.

“La communauté a spéculé sur une vie possible sur Vénus, mais jusqu’à ce que nous sachions si Vénus a jamais été réellement habitable dans le passé, il est difficile d’en dire beaucoup plus au-delà de ces spéculations”, explique le Dr Giada N. Arney, chercheur principal adjoint pour DAVINCI à Centre de vol spatial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland. « DAVINCI vise à nous aider à comprendre si Vénus a déjà été habitable, ce qui fournira une base plus concrète sur laquelle nous pourrons l’étudier comme une éventuelle demeure passée pour la vie… C’est excitant de penser qu’il y a une possibilité que notre système solaire ait deux mondes habitables côté- côte à côte pendant peut-être même des milliards d’années, mais nous ne savons pas encore si c’était le cas.

Pour déterminer si la vie a jamais été possible sur Vénus, nous devons d’abord comprendre l’environnement passé sur Vénus. Cela implique d’étudier l’atmosphère, la géologie et l’histoire de la planète. « Nous voulons toujours poser la question de la vie, mais jusqu’à ce que nous comprenions le contexte dans lequel nous la posons, nous ne saurons pas ce que nous recherchons et pouvons être encore plus confus ou tentés », explique le Dr James B. Garvin, chercheur principal pour DAVINCI à la NASA Goddard.

2. Comment Vénus et la Terre sont-elles devenues si différentes ?

Vénus et la Terre ont une taille et une densité similaires, donc hypothétiquement, ces planètes pourraient être très similaires. Et pourtant, ils sont remarquablement différents. La pression de l’air à la surface de Vénus est 90 fois supérieure à celle de la Terre, Vénus tourne sur son axe vers l’arrière par rapport aux autres planètes du système solaire et la surface de Vénus fait plus de 900 degrés. Fahrenheit (plus de 482 Celsius), ce qui en fait la planète la plus chaude de notre système solaire – suffisamment chaude pour faire fondre le plomb. Cette chaleur extrême à la surface de Vénus est due à une atmosphère de dioxyde de carbone avec d’épais nuages ​​d’acide sulfurique acide, qui pourrait avoir résulté d’une phase d’emballement de serre plus tôt dans l’histoire de Vénus qui a changé à jamais notre monde frère.

Alors, qu’est-ce-qu’il s’est passé? Vénus a-t-elle toujours été aussi inhospitalière ? « Pourquoi sommes-nous si bons et eux si mauvais ? » dit Garvin. « C’est la question centrale, car à long terme, cela va affecter l’évolution de notre propre planète. Peut-être que Vénus est un storyboard du destin qui nous aidera à remplir l’histoire plus longue de notre planète.

L’évolution de Vénus à travers le temps peut nous aider à comprendre les processus qui régissent les changements à l’échelle mondiale dans l’environnement d’une planète, y compris l’évolution de l’habitabilité de la planète, avec des implications sur l’endroit où nous pourrions trouver des planètes habitables au-delà du système solaire. “Vénus représente une illustration importante de la façon dont les environnements planétaires peuvent évoluer au fil du temps, et comprendre que l’évolution est essentielle à notre réflexion dans la recherche de la vie au-delà de la Terre”, explique le Dr Stephanie A. Getty, chercheuse principale adjointe pour DAVINCI à la NASA Goddard.

3. Comment Vénus s’est-elle formée ?

Même cette question apparemment fondamentale sur l’origine de Vénus est toujours un mystère. “C’est incroyable pour moi que nous ne sachions pas si Vénus s’est formée à partir des mêmes matériaux du système solaire primitif que la Terre et Mars“, dit Getty. “Nous ne savons toujours pas si Vénus a été bombardée par des comètes et des astéroïdes, riches en eau, comme l’était la Terre.” Ces comètes et astéroïdes qui ont bombardé notre planète natale sont considérés comme une importante source d’eau pour la Terre. Comprendre la livraison de l’eau à Vénus est important pour évaluer son potentiel à accueillir les océans dans le passé.

4. Quelle est la composition atmosphérique de Vénus ?

La composition atmosphérique de Vénus est un élément important du contexte que nous recherchons alors que nous visons à mieux évaluer l’habitabilité potentielle de Vénus au fil du temps. “Nous ne connaissons vraiment pas les traces importantes de produits chimiques dans l’atmosphère de Vénus”, explique Garvin. “Nous ne comprenons pas les cycles chimiques qui fournissent des indices sur son évolution et le rôle de ces cycles chimiques dans l’histoire de Vénus – ces inconnues sont les empreintes digitales qui ont disparu depuis trop longtemps.”

La sonde DAVINCI mesurera la chimie, la pression, la température et la dynamique au moins tous les 200 mètres (environ 656 pieds) lors de sa descente dans l’atmosphère de Vénus. L’un des plus grands mystères de l’atmosphère de Vénus réside dans l’atmosphère la plus basse ou « profonde ». En règle générale, les gaz atmosphériques planétaires se comportent comme ceux que nous étudions en chimie au lycée – leur comportement peut être estimé comme « gaz idéal » et est bien compris. Mais dans la basse atmosphère de Vénus (la plus proche de la surface de la planète), le dioxyde de carbone est chauffé et pressurisé au point où il agit plus comme un liquide chaud qu’un gaz – seulement environ douze fois moins dense que l’eau liquide. “Ce comportement bizarre est appelé” super-critique “, et sur Vénus, l’atmosphère qui tourbillonne autour des paysages de surface et des roches est du dioxyde de carbone supercritique, ce qui est mal compris”, explique Garvin. « Nous devons y aller et mesurer ce qui se passe pour savoir comment cela fonctionne à l’échelle planétaire. Cela signifie qu’il y a une toute nouvelle frontière sur Vénus. C’est un nouvel état environnemental auquel nous ne sommes pas habitués.

5. Comment se sont formés les rochers de Vénus ?

Le dernier vaisseau spatial à avoir réussi à descendre dans l’atmosphère et à atterrir sur Vénus était la mission soviétique VeGa-2 en 1985, qui a survécu pendant 52 minutes sur la surface inhospitalièrement chaude de la planète du «côté nuit» de la planète. Sur son site d’atterrissage, il était entouré de plaines basaltiques formées par le volcanisme, mais certaines régions montagneuses de Vénus seraient différentes. Ainsi, la surface de Vénus reste un mystère, surtout dans les régions situées au-delà des plaines volcaniques.

Le vaisseau spatial DAVINCI sera équipé d’une suite de quatre caméras appelées ensemble VISOR (Venus Imaging System for Observational Reconnaissance), qui seront capables d’identifier la composition des roches à la surface de la planète. “La majeure partie de la surface de Vénus est constituée de basalte, qui est produit par le volcanisme”, explique Arney. « Mais il existe des régions montagneuses intrigantes appelées « tesselles » (régions de terrain fortement déformé) qui suggèrent des indices d’une composition différente. Ils peuvent être constitués de roches qui se forment à partir d’interactions eau-roche et de processus de construction de continents (ce qui pourrait impliquer une tectonique des plaques semblable à la Terre), et si c’est le cas, c’est vraiment excitant car cela suggérerait des conditions plus hospitalières dans le passé de Vénus. La sonde DAVINCI descendra sur l’une de ces « tesselles », appelée Alpha Regio, et effectuera des mesures avec son instrument Venus Descent Imager (VenDI). « Cela nous aidera à mieux comprendre de quoi est faite cette « tessère », explique Arney.

6. Combien d’eau Vénus avait-elle ?

L’eau liquide est essentielle à la vie. Nous ne pouvons pas évaluer l’habitabilité passée de Vénus sans savoir combien d’eau Vénus a pu avoir – et quand et comment elle a perdu cette eau. Les scientifiques peuvent utiliser la composition chimique en vrac des roches trouvées sur Vénus pour percer le mystère de l’eau sur la planète. « Si nous découvrons des ‘granites’ dans les montagnes de Vénus, alors nous pouvons en déduire qu’ils doivent avoir impliqué de grandes quantités d’eau dans la croûte de Vénus pour leur permettre de se former comme ils le font sur Terre », explique Garvin.

Les scientifiques peuvent également utiliser des mesures de l’atmosphère pour comprendre l’histoire de l’eau à Vénus. Le spectromètre de masse Vénus et le spectromètre laser accordable de la sonde DAVINCI mesureront la composition atmosphérique tout au long de sa descente vers la surface de la planète. Les signatures atmosphériques mesurées peuvent fournir des indices sur l’histoire de l’eau passée, ce qui peut aider les scientifiques à déterminer si la planète avait auparavant un océan. “Nous soupçonnons mais ne savons pas s’il y avait des océans sur Vénus, et si oui, quand dans l’histoire de Vénus l’eau s’est évaporée”, explique Getty.

Concept d’artiste de volcans actifs sur Vénus, représentant une zone de subduction où la croûte de premier plan plonge à l’intérieur de la planète au niveau de la tranchée topographique. Crédit : NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin

7. Quelle est la nature de l’activité de surface à Vénus ?

Les scientifiques font encore des découvertes pour comprendre si Vénus a déjà eu une tectonique des plaques de type terrestre et en quoi ces processus de construction de montagnes sont similaires ou différents de ceux de la Terre. La croûte terrestre abrite un réseau de plaques relativement minces se bousculant à la surface de la planète en mouvement horizontal constant. Si une tectonique des plaques similaire existe sur Vénus, maintenant ou dans le passé, la croûte de la planète doit subir le mouvement des plaques crustales au cours du temps géologique, le volcanisme de la dorsale médio-océanique (activité volcanique présente aux frontières océaniques entre deux plaques) et la subduction (le mouvement d’une assiette s’enfonçant sous une autre assiette). L’histoire de la tectonique de Vénus est encore un domaine de recherche actif avec de nombreuses questions ouvertes. Certains scientifiques pensent que Vénus a conservé la tectonique des plaques avec des blocs de croûte se déplaçant latéralement, tandis que d’autres émettent l’hypothèse que cette période de l’histoire de Vénus est ancienne, peut-être lorsque l’eau liquide était à la surface ou abondante dans la croûte.

À un moment donné, Vénus a peut-être eu sa propre forme de tectonique des plaques – peut-être différente de la tectonique des plaques ici sur Terre. Les mesures de l’eau et des roches obtenues à partir de la mission DAVINCI, combinées aux informations cartographiques mondiales de Vénus par la mission VERITAS de la NASA, une autre mission récemment sélectionnée vers Vénus qui est gérée par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, peuvent être utilisées pour déchiffrer comment ces modèles tectoniques peuvent ont opéré sur Vénus, et pourquoi la planète était incapable de les soutenir d’une manière similaire à la Terre. Vénus est un cas de test idéal pour examiner comment la tectonique des plaques ou un autre type de mouvement de la croûte persiste ou disparaît sur de grandes planètes rocheuses avec des atmosphères et un budget changeant (mais important) à la fois de la croûte et de la surface.l’eau.

Un autre mystère clé sur la surface de Vénus est le volcanisme. Toutes les planètes doivent se débarrasser de leur chaleur interne, et la méthode de la Terre pour le faire implique le volcanisme en tant que processus associé. Les scientifiques se demandent toujours si la surface de Vénus est actuellement volcaniquement active et dans quelle mesure les éruptions se produisent aujourd’hui. Ensemble, les missions DAVINCI et VERITAS espèrent répondre à ces questions. DAVINCI peut mesurer les gaz dans l’atmosphère de Vénus qui pourraient signaler si des volcans sont entrés en éruption ou sont en éruption sur Vénus aujourd’hui, tandis que l’orbiteur VERITAS pourra voir la déformation de la croûte, la signature chimique du volcanisme récent et la signature thermique des principaux laves en éruption.

8. A quoi ressemblent les montagnes sur Vénus ?

Les précédents atterrisseurs de Vénus (Venera et VeGa) ont pris des photographies des plaines vénusiennes après avoir atterri sur les régions basaltiques de la surface, mais les caméras de DAVINCI prendront les toutes premières photos aériennes haute résolution d’une surface montagneuse de tesselles alors que la sonde descend au-dessus du terrain accidenté. Région des hautes terres d’Alpha Regio.

“Là où nous atterrissons sur Vénus, c’est dans les montagnes”, explique Garvin. « Personne n’est jamais allé dans les montagnes auparavant… Lorsque nous les voyons à un kilomètre de haut, ils peuvent ne ressembler à rien d’autre jamais vus par une femme ou un homme auparavant, car personne n’est jamais allé là-bas pour en faire l’expérience. » Ces paysages montagneux accidentés peuvent contenir des indices sur le fonctionnement actuel de l’érosion sur Vénus. De même, ils pourraient indiquer si les roches sédimentaires ont joué un rôle important dans la formation des hautes terres de Vénus comme elles le sont généralement sur Terre.

9. Existe-t-il des planètes semblables à Vénus au-delà de notre système solaire (exoplanètes) ?

Les scientifiques sont enthousiasmés par l’idée de prendre ce que nous apprenons de Vénus et de l’appliquer aux exoplanètes – des planètes en dehors de notre système solaire. Les exoplanètes de type Vénus devraient être un type commun de planète observée par le prochain télescope spatial James Webb, et de meilleures mesures de Vénus pourraient nous aider à comprendre ces mondes lointains. « Nous pourrons relier ce que nous découvrons à Vénus à ce que nous découvrons à partir des observations d’exoplanètes semblables à Vénus observées par le Télescope spatial James Webb dans les années 2020 », explique Arney. « Par exemple, les données de Vénus peuvent améliorer les modèles informatiques d’exoplanètes de type Vénus que nous utiliserons pour interpréter nos futures observations de James Webb. De plus, si Vénus était habitable dans le passé, cela signifie que certaines de ces exoplanètes « semblables à Vénus » pourraient également être habitables. Comprendre l’histoire de Vénus peut donc nous aider à comprendre et à interpréter les planètes exo-Vénus observées à divers âges et stades d’évolution.

10. De nouveaux mystères auxquels nous n’avons même pas encore pensé

« L’un des aspects les plus excitants de l’exploration planétaire est la découverte de nouveaux mystères que nous ne pouvons pas anticiper actuellement », explique Arney. “Ces nouveaux mystères que nous ne pouvons pas encore imaginer sont ce que j’attends le plus avec impatience.” C’est l’essence de l’exploration motivée par la curiosité, et DAVINCI offrira de nombreuses opportunités pour identifier et même résoudre de nouveaux mystères. Que cache Vénus ? Il faut y aller pour le savoir ! « Venus here we come » est le slogan de l’équipe DAVINCI.