Pendant des décennies, les scientifiques ont débattu pour savoir si Vénus, notre plus proche voisine planétaire, était un monde géologiquement mort. Alors que la Terre remodèle constamment sa surface avec le déplacement des plaques tectoniques, Vénus semble statique, sa surface relativement intacte depuis des centaines de millions d’années. Cependant, une nouvelle analyse de données vieilles de plusieurs décennies provenant de la mission Magellan de la NASA suggère que Vénus pourrait cacher une activité de type tectonique sous sa surface, laissant entrevoir une planète plus dynamique qu’on ne le pensait auparavant et offrant potentiellement des indices sur la Terre primitive.
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En utilisant les données de gravité et de topographie collectées par Magellan avant la fin de sa mission il y a plus de 30 ans, les chercheurs ont trouvé des preuves de processus géologiques actifs au niveau de formations spécifiques sur Vénus appelées coronae. Cette étude révolutionnaire indique que la chaleur interne continue de stimuler le renouvellement de la surface sur Vénus, même sans la tectonique des plaques de type terrestre.
Jumelle de la Terre ? L’histoire de deux planètes
Souvent appelée la « jumelle » de la Terre en raison de sa taille et de sa composition similaires, Vénus est très différente à bien des égards. Son atmosphère écrasante, ses températures extrêmes et son manque d’eau liquide la font paraître étrangère. L’une des plus grandes différences est la manière dont les planètes rafraîchissent leurs surfaces. La Terre utilise la tectonique des plaques – d’énormes dalles de croûte se déplaçant lentement, entrant en collision et se séparant. Vénus ne possède pas ces plaques. Les scientifiques se sont longtemps demandé comment sa surface change au fil du temps. Le volcanisme a été suspecté, et de récentes études utilisant des données de Magellan ont confirmé des preuves de volcans actifs. Mais y a-t-il plus ?
C’est là qu’interviennent les coronae. Ces grandes formations géologiques en forme d’anneau sont uniques à Vénus (ou peut-être existaient-elles sur la Terre primitive avant que la tectonique des plaques ne soit entièrement établie). Elles varient en taille, de petites (60 km) à énormes (jusqu’à 2 500 km), et l’on pense qu’elles se forment lorsque des panaches de matière chaude provenant des profondeurs du manteau de la planète remontent vers la croûte.
« Les coronae ne se trouvent pas sur Terre aujourd’hui ; cependant, elles pourraient avoir existé lorsque notre planète était jeune et avant que la tectonique des plaques ne soit établie », déclare l’auteur principal de l’étude, Gael Cascioli.
Dévoiler les secrets du passé
Pour comprendre ce qui se passe au niveau de ces coronae, les scientifiques ont examiné la mine de données de la mission Magellan, qui a cartographié Vénus de manière extensive au début des années 1990 en utilisant un radar. Ils se sont concentrés sur 75 coronae spécifiques, combinant les mesures de leur élévation (topographie) et de leur attraction gravitationnelle (qui révèle les variations de densité sous la surface).
L’équipe a développé des modèles informatiques sophistiqués simulant différentes manières dont un panache mantellique ascendant pourrait interagir avec la couche extérieure rocheuse de Vénus, la lithosphère. Ces interactions pourraient impliquer que du matériel de la lithosphère s’enfonce dans le manteau (comme un « écoulement goutte à goutte » de roche) ou soit poussé vers le bas sur les bords (une forme de subduction). Ces deux processus recyclent le matériel de surface, contribuant au renouvellement de la surface.
Mosaïque montrant quatre grandes formations arrondies sur Vénus, connues sous le nom de coronae : Artemis, Quetzalpetlatl, Bahet et Fotla.
À l’aide d’un algorithme, ils ont comparé leurs modèles aux données de Magellan. En analysant les signaux de topographie et de gravité, ils ont pu déduire quels scénarios d’interaction étaient les plus susceptibles de se produire à chaque corona et si la formation était dans une phase précoce, active ou inactive.
Signes de vie sous la surface
Les résultats ont été surprenants et significatifs. Sur les 75 coronae étudiées, les chercheurs ont trouvé des preuves que 52 d’entre elles semblent interagir activement avec des panaches mantelliques. Cela suggère que des processus géologiques en cours façonnent la surface de Vénus en ce moment même, stimulés par la chaleur de son intérieur.
« Les coronae sont abondantes sur Vénus. Ce sont de très grandes formations, et différentes théories ont été proposées au fil des années quant à la manière dont elles se sont formées », explique la co-auteure Anna Gülcher. « La chose la plus excitante pour notre étude est que nous pouvons maintenant dire qu’il y a très probablement divers processus actifs et en cours qui pilotent leur formation. Nous pensons que ces mêmes processus pourraient avoir eu lieu au début de l’histoire de la Terre. »
Illustration représentant les processus tectoniques potentiels sur Vénus. Un panache chaud monte du manteau, interagissant avec la lithosphère pour créer des formations comme les coronae, impliquant éventuellement l'enfoncement ou la subduction de matériel crustal.
L’étude souligne la puissance des données anciennes. Magellan a achevé sa mission en 1994, plongeant délibérément dans l’atmosphère de Vénus. Pourtant, ses cartes radar détaillées et ses données de gravité continuent de fournir de nouvelles perspectives sur les mystères de la planète trois décennies plus tard.
L’avenir est encore plus brillant
Bien que l’étude ait analysé 75 coronae, cela ne représente qu’une fraction des plus de 740 formations connues sur Vénus. Les données de gravité de Magellan, bien que révolutionnaires pour l’époque, avaient des limitations en termes de résolution. Seules les plus grandes coronae pouvaient être étudiées en détail avec cette méthode.
C’est là qu’interviennent les futures missions. Deux nouvelles missions sont prévues pour Vénus : VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy) de la NASA et EnVision de l’Agence Spatiale Européenne. Toutes deux embarqueront des instruments conçus pour créer des cartes de la surface et du champ de gravité de Vénus avec une résolution beaucoup plus élevée.
Les scientifiques à l’origine de l’étude actuelle ont spécifiquement examiné ce que VERITAS pourrait accomplir. Ils ont déterminé que la mission pourra étudier 427 coronae connues, avec beaucoup plus de détails que Magellan. Cette résolution plus élevée et ces données moins bruitées offriront un aperçu sans précédent de l’activité souterraine de Vénus.
Comparaison montrant la visibilité des coronae dans les données de gravité de Magellan (A) par rapport aux données anticipées de VERITAS (B), indiquant une résolution plus élevée pour les futures missions. Graphique (C) affichant la distribution des tailles des coronae.
« Les cartes de gravité de Vénus de VERITAS augmenteront la résolution d’au moins un facteur deux à quatre, selon l’emplacement — un niveau de détail qui pourrait révolutionner notre compréhension de la géologie de Vénus et ses implications pour la Terre primitive », déclare la co-auteure Suzanne Smrekar, chercheuse principale pour VERITAS.
Cette nouvelle recherche, publiée dans la revue Science Advances, bouleverse notre perception de Vénus. Elle montre que des données anciennes peuvent encore révéler des secrets étonnants et prépare le terrain pour les futures missions afin de véritablement démêler l’histoire géologique active de notre énigmatique planète jumelle.
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