Vénus pourrait avoir eu un océan d’eau liquide peu profond et des températures de surface habitables pendant jusqu’à 2 milliards d’années de son histoire précoce, selon la modélisation informatique du climat ancien de la planète par des scientifiques de l’Institut Goddard d’études spatiales (GISS) de la NASA à New York.
Les résultats, publiés cette semaine dans la revue Geophysical Research Letters, ont été obtenus avec un modèle similaire au type utilisé pour prédire les changements climatiques futurs sur Terre.
« Beaucoup des mêmes outils que nous utilisons pour modéliser les changements climatiques sur Terre peuvent être adaptés pour étudier les climats d’autres planètes, à la fois passés et présents », a déclaré Michael Way, chercheur au GISS et auteur principal de l’article. « Ces résultats montrent que l’ancienne Vénus a pu être un endroit très différent de ce qu’elle est aujourd’hui ».
Vénus aujourd’hui est un monde infernal. Elle possède une atmosphère écrasante de dioxyde de carbone 90 fois plus épaisse que celle de la Terre. Il n’y a presque pas de vapeur d’eau. Les températures atteignent 864 degrés Fahrenheit (462 degrés Celsius) à sa surface.
Les scientifiques ont longtemps émis l’hypothèse que Vénus s’est formée à partir d’ingrédients similaires à ceux de la Terre, mais a suivi un chemin d’évolution différent. Les mesures effectuées par la mission Pioneer de la NASA vers Vénus dans les années 1980 ont d’abord suggéré que Vénus pouvait à l’origine avoir un océan. Cependant, Vénus est plus proche du soleil que la Terre et reçoit beaucoup plus de lumière solaire. En conséquence, l’océan primitif de la planète s’est évaporé, les molécules de vapeur d’eau ont été brisées par les rayons ultraviolets et l’hydrogène s’est échappé dans l’espace. Comme il ne restait plus d’eau à la surface, le dioxyde de carbone s’est accumulé dans l’atmosphère, entraînant un effet de serre dit d’emballement qui a créé les conditions actuelles.
Des études antérieures ont montré que la vitesse à laquelle une planète tourne sur son axe influe sur la possibilité d’avoir un climat habitable. Un jour sur Vénus correspond à 117 jours terrestres. Jusqu’à récemment, on supposait qu’une atmosphère épaisse comme celle de la Vénus moderne était nécessaire pour que la planète ait la lenteur de rotation actuelle. Cependant, des recherches plus récentes ont montré qu’une atmosphère mince comme celle de la Terre moderne aurait pu produire le même résultat. Cela signifie qu’une ancienne Vénus avec une atmosphère semblable à celle de la Terre aurait pu avoir la même vitesse de rotation qu’aujourd’hui.
Un autre facteur qui a un impact sur le climat d’une planète est la topographie. L’équipe du GISS a postulé que l’ancienne Vénus avait globalement plus de terres sèches que la Terre, en particulier sous les tropiques. Cela limite la quantité d’eau évaporée des océans et, par conséquent, l’effet de serre par la vapeur d’eau. Ce type de surface semble idéal pour rendre une planète habitable ; il semble y avoir eu assez d’eau pour soutenir une vie abondante, avec suffisamment de terres pour réduire la sensibilité de la planète aux changements de la lumière solaire entrante.
Way et ses collègues du GISS ont simulé les conditions d’une hypothétique Vénus primitive avec une atmosphère similaire à celle de la Terre, un jour aussi long que le jour actuel de Vénus, et un océan peu profond conforme aux premières données du vaisseau spatial Pioneer. Les chercheurs ont ajouté des informations sur la topographie de Vénus provenant des mesures radar prises par la mission Magellan de la NASA dans les années 1990, et ont rempli d’eau les basses terres, laissant les hautes terres exposées comme des continents vénusiens. L’étude a également pris en compte un ancien soleil qui était jusqu’à 30 % plus faible. Malgré cela, l’ancienne Vénus recevait toujours environ 40 % de plus de lumière solaire que la Terre aujourd’hui.
« Dans la simulation du modèle GISS, la rotation lente de Vénus expose son côté jour au soleil pendant près de deux mois d’affilée », a déclaré le co-auteur et collègue scientifique du GISS Anthony Del Genio. « Cela réchauffe la surface et produit de la pluie qui crée une épaisse couche de nuages, qui agit comme un parapluie pour protéger la surface d’une grande partie du chauffage solaire. Il en résulte des températures climatiques moyennes qui sont en fait plus fraîches de quelques degrés que celles de la Terre aujourd’hui. »
La recherche a été effectuée dans le cadre du programme d’astrobiologie de la science planétaire de la NASA par le biais du programme NExSS (Nexus for Exoplanet System Science), qui cherche à accélérer la recherche de la vie sur des planètes en orbite autour d’autres étoiles, ou exoplanètes, en combinant les connaissances des domaines de l’astrophysique, de la science planétaire, de l’héliophysique et des sciences de la Terre. Les résultats ont des implications directes pour les futures missions de la NASA, telles que le satellite Transiting Exoplanet Survey et le télescope spatial James Webb, qui tenteront de détecter d’éventuelles planètes habitables et de caractériser leurs atmosphères.
Liens associés
- Lire l’article dans Geophysical Research Letters
- Les activités NExSS de la NASA GISS
- Le site web de la NASA GISS
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