Vénus a-t-elle pu avoir un océan dans le passé ? « Notre réponse est non » !

Vénus, c’est l’une des quatre planètes rocheuses de notre Système solaire. Il y règne une température étouffante. Et pas une goutte d’eau ne peut aujourd’hui y couler. Cela ne fait aucun doute. Mais pour les chercheurs, le passé de la planète reste mystérieux. Certains lui imaginent des océans. D’autres avancent que Vénus n’a jamais connu les conditions nécessaires à la formation de telles étendues d’eau liquide. Jérémy Leconte, chercheur au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux, fait le point pour nous.

Aujourd’hui, Vénus est une planète sèche. Désertique. Pourtant les scientifiques se demandent si elle n’aurait pas, dans son passé, pu abriter un océan. Ressembler un peu plus à la Terre. « Non », conclut une étude réalisée par des chercheurs du CNRS et de l’université de Versailles Saint-Quentin.

Avant de raconter comment ces scientifiques français en sont arrivés là, il est bon de rappeler qu’une autre étude, publiée il y a quelques années déjà par des chercheurs américains, avait imaginé une Vénus couverte d’océans. Les simulations climatiques lancées à partir de là, avec une atmosphère semblable à celle que nous connaissons sur notre Terre, avaient alors montré que ces océans avaient tendance à s’évaporer, formant des nuages protecteurs, qui réfléchissent la lumière du Soleil. « Dans la zone dite substellaire, c’est-à-dire au point où le Soleil chauffe le plus fort, surtout, nous précise Jérémy Leconte, chercheur au Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux. Un peu comme ce qui se passe sur Terre, au niveau de l’équateur, en somme ».

Les travaux des chercheurs français ne viennent pas réellement en contradiction. « Nos confrères expliquent que si des océans ont existé sur Vénus, ils ont pu se maintenir, souligne Jérémy Leconte. Nous, nous nous sommes demandé si des océans avaient seulement pu se former sur Vénus. Et notre réponse est non ».

Quelles chances de former un océan sur Vénus ?
« Lorsqu’elles se forment, les planètes se couvrent littéralement d’un océan de magma. Un magma qui dégaze beaucoup et entretient une atmosphère très épaisse constituée notamment de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d’eau (H20). L’effet de serre est intense, nous décrit l’astrophysicien. Si la planète se refroidit suffisamment pour permettre à la vapeur d’eau de se condenser et à la pluie de tomber, des océans peuvent se former ». C’est ce qui s’est joué sur notre Terre.

Le modèle climatique sur lequel s’appuient les chercheurs français révèle que sur Vénus, les choses ne se sont pas du tout passées comme l’envisageait le scénario imaginé par l’étude américaine. « Le seul endroit de la planète sur lequel il ne faisait pas trop chaud, c’était du côté nuit. Et en plus, très haut dans l’atmosphère, du côté de la stratosphère. Des masses d’air chargées en vapeur d’eau ont pu y arriver depuis le côté jour. Elles ont alors formé des nuages, mais qui sont restés localisés du côté nuit. Ils n’ont donc pas pu avoir d’effet protecteur. Ils n’ont pas pu participer à rafraîchir Vénus. Pire, ils ont formé une sorte de bouclier thermique qui a même empêché la planète de se refroidir. La pluie n’a pas pu tomber. Aucun océan n’a pu se former. »

Il y a très peu de chance pour que Vénus ait pu former un océan.

« Si on imagine le fait d’avoir des océans sur Vénus comme un lancer à pile ou face, l’étude américaine nous disait seulement que si la pièce tombe sur la tranche, elle a de fortes chances d’y rester. Très bien. Mais nous, nous disons… que la pièce a très peu de chance de tomber sur la tranche », poursuit Jérémy Leconte.

En tirer des informations sur les autres planètes
Les astrophysiciens souhaitent désormais comprendre ce que cette étude peut avoir comme implication concernant les exoplanètes. Ils aimeraient fixer mieux les limites dans lesquelles il peut exister de l’eau liquide. « Savoir qu’il n’a jamais pu se former d’océan sur Vénus nous donne une indication précieuse, nous fait remarquer Jérémy Leconte. Nos travaux nous poussent à envisager que si notre Terre était née autour d’une étoile telle qu’est notre Soleil aujourd’hui, elle n’aurait peut-être jamais pu se refroidir suffisamment pour former des océans. Ainsi, une exoplanète située à la même distance de son étoile que nous de la nôtre n’abrite pas nécessairement des océans. Il suffit que son étoile ait peu évolué — comme c’est le cas des naines rouges, étoiles hôtes de la plupart des exoplanètes connues — pour que cette planète n’ait jamais été en mesure de se refroidir suffisamment ».

Répondre à la question de potentiels océans passés sur Vénus pourrait aussi apporter des informations cruciales sur l’avenir de notre planète. « Des études nous ont déjà montré que la Terre pourrait, d’ici un milliard d’années — un laps de temps qui reste à définir plus précisément –, perdre ses océans, nous explique l’astrophysicien. Par le passé, Vénus recevait un peu moins d’énergie du Soleil. Du fait même de la nature de notre étoile qui gagne en luminosité au fil du temps. Un peu ce que notre Planète reçoit aujourd’hui. Dans le futur, la Terre recevra plus d’énergie du Soleil, un peu comme ce que Vénus reçoit aujourd’hui. C’est ainsi qu’en étudiant le passé de Vénus, nous pouvons espérer préciser si et quand notre Planète risque de perdre ses océans. »

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/venus-venus-t-elle-pu-avoir-ocean-passe-notre-reponse-non-94144/

Mars : « son destin a été scellé dès le début ! » estime une étude sur son habitabilité

L’eau a déjà coulé sur Mars. Les astronomes en détiennent plusieurs preuves. Mais aujourd’hui, elle a disparu de la surface de la Planète rouge. Pourquoi ? Sselon une nouvelle étude, cela pourrait tout simplement être dû à sa petite taille.

L’eau. C’est l’ingrédient essentiel au développement de la vie telle que nous la connaissons. Et des preuves que de l’eau a coulé sur Mars au début de l’histoire de la Planète rouge, les astronomes en ont trouvé un certain nombre. Pourtant aujourd’hui, plus rien. Des chercheurs de l’université de Washington à Saint Louis (États-Unis) proposent une explication simple à cela : Mars serait trop petite pour retenir de grandes quantités d’eau en surface.

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Alors finalement, la taille pourrait compter ? Lorsqu’il est question de vie dans l’Univers ou au moins, d’habitabilité d’une planète, oui, répondent aujourd’hui ces astronomes. « Le destin de Mars a été scellé dès le début, estime Kun Wang, auteur principal de l’étude, dans un communiqué. Il y a probablement un seuil sur les exigences de taille des planètes rocheuses pour retenir suffisamment d’eau et permettre l’habitabilité et la tectonique des plaques, avec une masse dépassant celle de Mars ».

Cette conclusion, les chercheurs la tirent d’une étude isotopique. Grâce à des isotopes stables du potassium (K), ils ont en effet pu estimer la présence, la distribution et l’abondance d’éléments volatils — des éléments tels que l’eau — sur 20 météorites martiennes sélectionnées pour être représentatives de la composition en silicate de la Planète rouge sur une période allant de plusieurs centaines de millions d’années à quatre milliards d’années.

Une nouvelle piste pour trouver des exoplanètes habitables
Les résultats des chercheurs donnent un aperçu du degré d’épuisement des composés volatils au cours de l’histoire martienne. « Il est difficile de quantifier combien il y a eu d’eau à la surface de Mars par le biais de la télédétection ou des rovers uniquement, explique Kun Wang. De nombreux modèles estiment la teneur en eau de la Planète rouge. Certains l’imaginent même plus humide que la Terre à ses débuts. Nous pensons que cela n’a pas été le cas ».

Les travaux de son équipe montrent que Mars a perdu plus de potassium et d’autres substances volatiles que la Terre au cours de sa formation. La Planète rouge a toutefois conservé plus de ces substances que la Lune ou l’astéroïde 4-Vesta — deux corps beaucoup plus petits et plus secs que les deux planètes. De quoi établir une corrélation entre la taille de l’objet et la composition isotopique du potassium.

Ainsi, il pourrait ne plus suffire qu’une planète se situe dans la « zone habitable » de son étoile-hôte pour la rendre réellement habitable. Il existerait en plus une plage de taille très limitée pour que les planètes aient « juste assez, mais pas trop d’eau pour développer un environnement de surface habitable ». Des résultats qui guideront certainement les astronomes dans leur recherche d’exoplanètes habitables. D’autant que la taille est parmi les caractéristiques d’une exoplanète les plus faciles à déterminer.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/mars-mars-son-destin-ete-scelle-debut-estime-etude-son-habitabilite-93708/

Eau sur la Lune : la Nasa pense avoir résolu une énigme

L’année dernière, la Nasa annonçait la détection d’eau presque partout sur la Lune via le télescope à infrarouge aéroporté Sofia. On pensait que la présence d’eau était nécessairement limitée au fond de certains cratères lunaires, dans l’ombre, sous forme de glace. On pense comprendre maintenant pourquoi il n’en serait rien.

Les déclarations de Jeff Bezos ont défrayé la chronique dernièrement après le succès de son vol suborbital. Comme Futura l’expliquait dans un article à ce sujet, Bezos entend relancer l’intérêt pour les colonies spatiales de Gerald O’Neill et faire avancer les recherches à leur sujet. Rappelons que pour faire ces colonies il n’est évidemment pas question de les fabriquer à partir de matériaux arrachés à la surface de la Terre et encore moins de mettre en orbite à partir de notre Planète bleue des usines déjà existantes.

Le puits de gravité de la Terre étant bien trop coûteux en carburant pour ceux qui veulent s’en évader (se serait bien pire sur une superterre), les matériaux doivent être extraits de la Lune et des astéroïdes par des pionniers et très certainement des robots doués d’IA qu’ils fabriqueront massivement par une sorte de processus autocatalytique (les robots servant à fabriquer des robots en suivant une logique proche de celle des machines auto-reproductices de von Neumann).

Que ce soit pour la fabrication des colonies ou pour la production industrielle qu’elles permettraient, tout serait largement décarboné car basé sur l’énergie solaire disponible en abondance dans l’espace. Une fois le processus amorcé, il serait donc largement indépendant de la Terre et de son économie et une fois son but atteint, il pourrait à l’inverse contribuer à changer bien des choses sur Terre.

Mais ça c’est la théorie, et de plus une théorie basée sur des estimations à la Fermi. En pratique, d’ici quelques décennies on pourrait fort bien découvrir qu’il y a en réalité des verrous technologiques et physiques absolument insurmontables.

De l’eau dans le régolite lunaire d’un pôle à l’autre
Bien évidemment aussi, ces colonies ne nous concernent en rien pour résoudre les graves problèmes environnementaux et énergétiques auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui à l’horizon des scénarios du Club de Rome. Il faudra les résoudre avant, comme Bezos l’a expliqué, car même en supposant que ces colonies soient vraiment réalisables et importantes pour relever les défis de l’Humanité, leur construction ne pourrait commencer que lors de la seconde moitié du XXIe siècle et même plutôt vers sa fin.

Reste que déjà pour des petites colonies lunaires avant, débroussaillant le chemin menant à ces colonies, il faudrait pouvoir disposer d’oxygène, d’hydrogène et d’eau ne venant pas de la Terre car le prix et la quantité d’énergie nécessaire dans le cas contraire sont clairement exorbitants pour le moment. Heureusement, on a de bonnes raisons de penser qu’il existe de la glace d’eau dans certains cratères, partiellement éternellement dans l’ombre, au niveau des pôles lunaires. Les raisons sont d’abord théoriques et soutenues par des simulations sur ordinateur.

En effet, des petites comètes tombant depuis des milliards d’années sur la surface de la Lune vont libérer de la vapeur d’eau en raison de la chaleur dégagée par un impact sur le sol lunaire, l’injectant dans l’atmosphère de la Lune. Celle-ci est bien réelle bien que quasiment inexistante, sa densité n’excédant pas le cent-millionième de celle de la Terre.

Une large partie va rapidement échapper à la faible attraction lunaire mais les molécules se trouvant dans l’ombre des cratères polaires vont s’y déposer sous forme de glace au cours des milliards d’années, couche après couche. De fait, des missions comme celle de la sonde LCROSS (Lunar Crater Remote Observation and Sensing Satellite) et LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) ont bien livré des observations suggérant la présence de glace aux pôles lunaires.

Toutefois, les simulations excluaient la présence d’eau et bien sûr de glace sur le reste de la surface lunaire, périodiquement ensoleillée. Ce fut donc une surprise lorsque d’autres observations et notamment celles fournies par le Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (Sofia) montraient, elles, une quasi-omniprésence de l’eau sur la surface de la Lune comme l’expliquait Futura dans le précédent article ci-dessous.

Des ombres froides à -210 °C
Pour résoudre cette énigme, les planétologues ont d’abord avancé comme hypothèse que de l’eau se retrouvait piégée dans des gouttelettes de roches fondues à l’occasion de l’impact de corps célestes en contenant, notamment des comètes. Sans cette protection, les simulations de l’évolution de la température à la surface de la Lune sous l’effet du rayonnement du Soleil montraient que le givre pouvant s’être formé durant la nuit lunaire allait se sublimer très rapidement en début de journée (pour mémoire, un jour lunaire vaut 14 jours terrestres).

Sauf que dans un tel scénario, on ne peut pas comprendre pourquoi les observations montrent tout de même une certaine décroissance de la présence d’eau au fur et à mesure que l’on se rapproche du midi lunaire et une croissance dans l’après-midi, ce qui suggère une circulation des molécules d’eau du régolite lunaire vers son atmosphère (qui ressemble physiquement à ce que l’on appelle l’exosphère dans le cas de la Terre) et ensuite en sens inverse.

Une autre explication a donc été avancée par Björn Davidsson et Sona Hosseini, tous deux membres du mythique Jet Propulsion Laboratory de la Nasa en Californie du Sud, comme ils l’expliquent dans un article publié dans la célèbre revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Elle fait intervenir une modélisation nettement plus fine de la surface lunaire au point de prendre en compte les ombres projetées par tout le relief, jusqu’à descendre à l’échelle de simple caillou et bloc rocheux comme ceux que l’on peut voir sur l’image d’Apollo 17 ci-dessus. Comme la surface lunaire est plongée dans une exosphère, il n’existe pas de mécanisme vraiment efficace de redistribution de la chaleur tendant vers l’équilibre thermique assuré par une atmosphère dense et ses courants. Il existe donc des contrastes de température saisissants en plein jour lunaire.

Dans une région à l’ombre, la température peut tomber à -210 °C alors qu’elle se maintient à 120 °C juste à côté en pleine lumière. Voilà de quoi stocker temporairement de l’eau sous forme de givre.

Au fur et à mesure que le Soleil parcourt le jour lunaire, ce givre de surface qui peut s’accumuler dans ces zones froides et ombragées serait donc lentement exposé à la lumière du Soleil. Il se mettrait donc bien ensuite en place un cycle avec l’exosphère de la Lune. « Le givre est beaucoup plus mobile que l’eau emprisonnée », a déclaré Bjorn Davidsson dans un communiqué de la Nasa où Sona Hosseini explique que « si l’eau est disponible sous forme de givre dans les régions ensoleillées de la Lune, les futurs explorateurs pourraient l’utiliser comme source de carburant et d’eau potable. Mais d’abord, nous devons comprendre comment l’exosphère et la surface interagissent et quel rôle cela joue dans le cycle ».

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/lune-eau-lune-nasa-pense-avoir-resolu-enigme-83811/