Pourquoi Vénus a manqué d’eau

Des planétologues de l’Université du Colorado à Boulder ont découvert comment Vénus, la voisine bouillante et inhabitable de la Terre, est devenue si sèche.

Les résultats pourraient aider à expliquer ce qui arrive à l’eau sur un grand nombre de planètes à travers la galaxie. Le travail est publié dans « Nature ».

La nouvelle étude comble une grande lacune dans ce que les chercheurs appellent « l’histoire de l’eau sur Vénus ». À l’aide de simulations informatiques, l’équipe a découvert que les atomes d’hydrogène présents dans l’atmosphère de la planète sont projetés dans l’espace par un processus connu sous le nom de « recombinaison dissociative », ce qui fait que Vénus perd environ deux fois plus d’eau chaque jour par rapport à Vénus selon les estimations précédentes.

“L’eau est vraiment importante pour la vie”, déclare Eryn Cangi, chercheuse scientifique au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) et co-auteur principal du nouvel article. “Nous devons comprendre les conditions qui soutiennent l’eau liquide dans l’univers, et qui pourraient avoir produit l’état très sec de Vénus aujourd’hui.”

Vénus, explique-t-il, est absolument desséchée. Si vous preniez toute l’eau de la Terre et la répandiez sur la planète comme de la confiture sur du pain grillé, vous obtiendriez une couche liquide d’environ 3 kilomètres de profondeur. Si vous faisiez la même chose sur Vénus, où toute l’eau est emprisonnée dans l’air, vous vous retrouveriez avec seulement 3 centimètres, à peine de quoi vous mouiller les orteils. “Vénus a 100 000 fois moins d’eau que la Terre, même si elle a fondamentalement la même taille et la même masse”, précise Michael Chaffin, co-auteur principal de l’étude et chercheur scientifique au LASP.

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour comprendre Vénus comme un laboratoire de chimie géant, en zoomant sur les différentes réactions qui se produisent dans l’atmosphère tourbillonnante de la planète. Le groupe rapporte qu’une molécule appelée HCO+ (un ion composé d’un atome d’hydrogène, d’un carbone et d’un atome d’oxygène) présente dans l’atmosphère de Vénus pourrait être responsable de la fuite d’eau de la planète.

Pour Cangi, co-auteur principal de la recherche, les résultats révèlent de nouveaux indices sur la raison pour laquelle Vénus, qui semblait probablement autrefois presque identique à la Terre, est presque méconnaissable aujourd’hui.

“Nous essayons de découvrir quels petits changements se sont produits sur chaque planète pour les amener à ces états très différents”, explique Cangi, qui a obtenu son doctorat en sciences astrophysiques et planétaires à Boulder en 2023.

Les scientifiques soupçonnent qu’il y a des milliards d’années, lors de la formation de Vénus, la planète a reçu autant d’eau que la Terre. À un moment donné, la catastrophe est survenue. Les nuages ​​​​de dioxyde de carbone dans l’atmosphère de Vénus ont déclenché l’effet de serre le plus puissant du système solaire, augmentant finalement la température de la surface jusqu’à 480 degrés Celsius. Au cours du processus, toute l’eau de Vénus s’est évaporée et la majeure partie est allée dans l’espace.

Mais cette évaporation ancienne ne peut pas expliquer pourquoi Vénus est aussi sèche qu’elle l’est aujourd’hui, ni comment elle continue de perdre de l’eau dans l’espace. « Par analogie, disons que j’ai jeté l’eau de ma bouteille d’eau. Il en resterait encore quelques gouttes », explique Chaffin. Sur Vénus, cependant, presque toutes les gouttes restantes ont également disparu. Le coupable, selon les nouveaux travaux, est l’insaisissable HCO+.

Chaffin et Cangi ont expliqué que dans les hautes atmosphères des planètes, l’eau se mélange au dioxyde de carbone pour former cette molécule. Dans des recherches antérieures, des chercheurs ont rapporté que HCO+ pourrait être responsable de la perte d’une grande partie de l’eau de Mars.

Voici comment cela fonctionne sur Vénus : HCO+ est constamment produit dans l’atmosphère, mais les ions individuels ne survivent pas longtemps. Les électrons présents dans l’atmosphère trouvent ces ions et se recombinent pour les diviser en deux. Au cours du processus, les atomes d’hydrogène s’éloignent et peuvent même s’échapper entièrement dans l’espace, privant Vénus de l’un des deux composants de l’eau.

Dans la nouvelle étude, le groupe a calculé que la seule façon d’expliquer l’état sec de Vénus était de savoir si la planète abritait des volumes de HCO+ plus importants que prévu dans son atmosphère. Il y a une différence dans les conclusions de l’équipe. Les scientifiques n’ont jamais observé de HCO+ autour de Vénus. Chaffin et Cangi suggèrent que c’est parce qu’ils n’ont jamais eu les instruments nécessaires pour avoir une apparence correcte.

Les chercheurs espèrent qu’une future mission pourra y parvenir, révélant un autre élément clé de l’histoire de l’eau sur Vénus. “Il n’y a pas eu beaucoup de missions sur Vénus”, conclut Cangi. “Mais les missions nouvellement planifiées s’appuieront sur des décennies d’expérience collective et un intérêt croissant pour Vénus pour explorer les extrêmes des atmosphères planétaires, de leur évolution et de leur habitabilité.” (Europa Press)