La Terre et Vénus sont très ressemblantes en taille et chimie des roches. Elles devraient donc se refroidir à peu près au même rythme. Si la façon dont la Terre perd sa chaleur est bien connue, le mécanisme de flux de chaleur de Vénus reste un mystère. Une étude basée sur des données datant de trois décennies, issues de la mission Magellan de la NASA, a jeté un nouveau regard sur la façon dont Vénus se refroidit. Cela pourrait être dû à l’activité géologique dans des régions amincies de la couche supérieure de la planète, appelées couronnes, qui est peut-être similaire à l’activité tectonique précoce sur Terre. Une fenêtre s’ouvre sur notre passé.
Notre planète a un noyau qui chauffe le manteau environnant et transporte cette chaleur jusqu’à la couche rocheuse externe rigide de la Terre, ou lithosphère. La chaleur est ensuite perdue dans l’espace, refroidissant la région la plus élevée du manteau. Cette convection du manteau entraîne des processus tectoniques à la surface, maintenant une imbrication de plaques mobiles. Les scientifiques savent que Vénus, contrairement à la Terre, n’a pas de plaques tectoniques, donc la façon dont la planète perd sa chaleur et quels processus façonnent sa surface restent des questions sans réponse jusqu’à présent.
Récemment, des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont voulu percer ce mystère à l’aide des observations que le vaisseau spatial Magellan a faites au début des années 1990. Ils se sont focalisés sur des caractéristiques géologiques particulières, quasi circulaires, de Vénus, appelées couronnes. Ils ont alors conclu que les couronnes ont tendance à être situées là où la lithosphère de la planète est la plus mince et la plus active, et donc les régions où Venus perd sa chaleur. Leurs travaux sont publiés dans la revue Nature Geoscience.
Notre vision de cette couche supérieure de Vénus statique et épaisse est totalement remise en question. Cette découverte pourra nous aider à mieux comprendre à quoi ressemblaient la Terre et la mise en place de la tectonique des plaques précoce, il y a plus de 2,5 milliards d’années.
Des couronnes actives
Comme mentionné précédemment, les chercheurs se sont concentrés sur 65 couronnes mesurant jusqu’à quelques centaines de kilomètres de diamètre. Pour calculer l’épaisseur de la lithosphère qui les entoure, ils ont mesuré la profondeur des tranchées et des crêtes autour de chaque couronne.
Ils ont alors constaté que ces crêtes sont plus étroitement espacées dans les zones où la lithosphère est plus élastique. En appliquant un modèle informatique quant à la façon dont une lithosphère élastique se plie, ils ont déterminé qu’en moyenne, la lithosphère autour de chaque couronne mesure 11 kilomètres d’épaisseur. Cette dernière est donc beaucoup plus mince que ne le suggèrent les études précédentes.
De plus, ces régions ont un flux de chaleur estimé supérieur à la moyenne terrestre, ce qui suggère que les couronnes sont géologiquement actives. En règle générale, là où il y a un flux de chaleur accru, il y a une activité volcanique accrue sous la surface.
Suzanne Smrekar, chercheuse principale au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, déclare dans un communiqué : « Bien que Vénus n’ait pas de tectonique de type terrestre, ces régions de lithosphère mince semblent permettre à des quantités importantes de chaleur de s’échapper, comme dans les zones où de nouvelles plaques tectoniques se forment sur le fond marin terrestre ».
Un autre indice de cette potentielle activité volcanique est apporté par une autre étude. Il faut savoir que l’âge d’une planète peut être estimé en dénombrant les cratères à sa surface. Si nous posons l’hypothèse que Vénus ne présente pas ou peu d’activité tectonique semblable à la Terre, elle devrait être recouverte de vieux cratères, la surface ne se renouvelant pas. Or, en comptant le nombre de cratères vénusiens, les scientifiques estiment que la surface est relativement jeune, du fait d’une activité volcanique, qui entraîne aujourd’hui un resurfaçage régional.
Étudier l’histoire et la sismicité de Vénus, « jumelle maléfique » de la Terre
Pour les scientifiques, Vénus est la « jumelle maléfique » de la Terre, car elle a un effet de serre « incontrôlable ». Sa couche atmosphérique de 24 kilomètres d’épaisseur est constituée de dioxyde de carbone et contient des nuages d’acide sulfurique. La planète produit des températures suffisamment chaudes pour faire fondre le plomb. Lori Glaze, directrice des sciences planétaires de la NASA, déclare dans une vidéo que la surface vénusienne peut atteindre 480 degrés Celsius.
Par ailleurs, certaines hypothèses estiment qu’il y a un demi-milliard d’années, après un début similaire et donc pouvant potentiellement abriter toutes deux une forme de vie, la Terre et Vénus se sont engagées sur des trajectoires évolutives différentes, d’où le terme de « jumelle ». L’augmentation de l’apport solaire et d’un volcanisme intense a provoqué une catastrophe climatique conduisant aux conditions extrêmes actuelles. Au moins trois missions se rendront sur Vénus au cours des 10 prochaines années — EnVision de l’ESA, ainsi que VERITAS et DAVINCI de la NASA — afin d’éclaircir ce point et nous renseigner sur notre éventuelle évolution.
Enfin, l’étude de la sismicité de Vénus fait partie du projet d’exploration sismique et atmosphérique de Vénus, ou SAEVe, de la NASA. Cette mission envisage deux atterrisseurs avec des sismomètres placés à environ 124 à 310 km l’un de l’autre.
Yuan Tian, chercheur postdoctoral à l’UAF Geophysical Institute, explique dans un communiqué : « Vénus est la planète de notre système solaire qui ressemble le plus à la Terre. Ses structures présentent de nombreuses similitudes avec les structures de la Terre, mais certaines structures ne peuvent être trouvées que sur Vénus ». Il conclut: « Pour mieux comprendre les tremblements de terre, nous devons étudier d’autres planètes ».