Pourquoi les scientifiques pensent que la vie prospérait autrefois sur la planète infernale Vénus

Quand vous regardez Vénus aujourd'hui, cela ne semble pas être un endroit très accueillant. Avec des températures de surface plus chaudes qu'un four, une pression atmosphérique équivalente à 3 000 pieds de profondeur dans l'océan, et pas d'eau liquide partout où nous avons vu, cela semble être le contraire d'un environnement confortable dans lequel la vie pourrait émerger.

Mais au cours de la dernière décennie, les scientifiques ont commencé à se demander si cette «planète infernale» aurait pu être habitable autrefois. Il y a des milliards d'années, Vénus aurait pu être un endroit plus frais et plus humide, avec des océans semblables aux nôtres ici sur Terre.

Il est même possible qu'il y a longtemps, Vénus aurait pu se prêter à la vie - mais à un moment donné, quelque chose a radicalement mal tourné.

Pour savoir ce qu'il aurait fallu pour que notre autre planète voisine soit habitable et pourquoi elle ne l'est plus, nous a parlé à deux experts de Vénus de ce que nous savons de l'histoire de Vénus - et de ce que nous ne savons pas encore mais qui pourraient bientôt apprendre.

Une histoire de deux planètes

Aussi différentes que soient les deux planètes aujourd'hui, Vénus et la Terre étaient autrefois très similaires. Les deux planètes sont de taille similaire et se sont formées à partir de matériaux similaires au tout début du système solaire. Ils se trouvent également tous les deux à l'intérieur d'une limite du système solaire appelée ligne de neige, qui est le point où l'eau forme des grains de glace.

Il y a quelques différences - Vénus est plus proche du soleil et reçoit donc plus de chaleur, et elle est moins dense que Terre, et elle tourne plus lentement – ​​mais dans l'ensemble, les deux planètes auraient pu suivre un chemin très similaire au début années.

Il est donc possible, bien que contesté, que Vénus ait pu avoir des océans d'eau dans son passé lointain. UN étude par des scientifiques planétaires de la NASA en 2016, par exemple, a simulé les conditions climatiques historiques sur Vénus et a constaté que si les océans étaient présents, le planète aurait pu maintenir des températures stables entre 20 et 50 degrés Celsius pendant environ trois milliards années.

Mais ces modèles nécessitaient que l'eau existait déjà sur la planète, et on peut se demander si c'était le cas.

Qu'il y ait eu ou non de l'eau là-bas, cependant, les scientifiques s'accordent à dire que Vénus n'est pas restée à l'aise. À un moment donné, la Terre et Vénus ont divergé brusquement et Vénus est entrée dans ce qu'on appelle une phase de serre incontrôlable. Les températures plus élevées ont provoqué l'évaporation de l'eau de surface, formant de la vapeur d'eau dans l'atmosphère, qui a été divisée par la lumière du soleil en oxygène et en hydrogène, qui a ensuite été perdue dans l'espace. Les gaz à effet de serre se sont accumulés dans l'atmosphère, augmentant encore les températures. On pense que c'est ainsi que Vénus est devenue l'endroit infernal qu'elle est aujourd'hui.

Ces changements n'ont pas seulement affecté l'atmosphère de la planète. Les modifications de l'atmosphère affectent également la tectonique de la planète. La surface de la planète se réchauffant plus rapidement que son intérieur, il y a moins de mouvement de matière à l'intérieur de la planète. Et la tectonique active, comme celle que nous avons sur Terre, est considérée comme important pour l'habitabilité car il stabilise le climat. Avec moins d'activité tectonique, il pourrait être plus difficile pour la planète de recycler l'eau, la rendant moins hospitalière à la vie potentielle.

« Nous savons que Vénus est devenue plus chaude. Nous savons qu'il a perdu de l'eau. Ces pertes connues modifieront la tectonique », a expliqué l'expert en tectonique de Vénus Walter Kiefer du Lunar And Planetary Institute. Cependant, a déclaré Kiefer, il est également possible qu'un événement tectonique se soit produit en premier et ait provoqué l'altération du climat: "C'est une question de poule et d'œuf."

Lorsque nous examinons le passé d'une planète, a déclaré Kiefer, nous devons comprendre comment la planète fonctionne dans son ensemble: « Nous devons penser à Vénus comme un système. Que faisait le climat? Que faisaient l'atmosphère et le dégazage dans l'atmosphère? La tectonique a-t-elle conduit l'évolution atmosphérique, ou l'évolution atmosphérique a-t-elle conduit l'évolution tectonique? Ou plus probablement, un peu des deux.

Le diable est dans l'échelle du temps

Cela aide à être clair sur ce que nous voulons dire quand nous parlons d'habitabilité. Parce que lorsque vous entendez le mot habitable, vous pourriez penser à des facteurs allant de la température à la quantité de rayonnement à l'oxygène dans l'atmosphère - toutes les choses dont les humains ont besoin pour survivre. Mais en termes de science planétaire, le mot est utilisé de manière beaucoup plus limitée. Il se réfère uniquement à une planète dont la température de surface est comprise entre 0 et 100 degrés Celsius, où l'eau peut exister sous forme liquide.

"Je définis l'habitabilité planétaire comme la capacité à maintenir des conditions de surface tempérées", a déclaré l'expert en habitabilité planétaire Stephen Kane de l'Université de Californie à Riverside. "C'est-à-dire dans une plage étroite - et c'est une plage extraordinairement étroite - pour permettre à l'eau liquide de surface sur une longue période de temps."

Cela est affecté par tout, des champs magnétiques à la taille de la planète en passant par la présence d'une lune. En fait, il existe une tonne de facteurs qui peuvent avoir un effet sur les températures de surface et il n'est pas facile de dire à quoi ressemblerait une planète idéalement habitable.

Mais même si les conditions étaient parfaites et que Vénus avait les températures de surface requises à un moment donné de son histoire, cela ne suffit peut-être pas encore pour qu'il ait été habitable de manière significative - et c'est à cause des délais requis. Fondamentalement, il faut beaucoup, beaucoup de temps pour que quelque chose comme la vie émerge.

"La clé de l'habitabilité n'est pas seulement d'atteindre la température nécessaire pour l'eau liquide de surface, mais de la maintenir", a déclaré Kane. "Et le maintenir est la partie vraiment, vraiment difficile."

C'est à débattre exactement combien de temps une température de surface stable est nécessaire pour l'émergence de la vie et comment la vie à laquelle vous pensez est complexe, mais les échelles de temps nécessaires sont probablement de l'ordre de milliards de années.

Cela s'est produit sur Terre, les températures de surface sont maintenues grâce à des processus comme la tectonique des plaques. Mais franchement, nous ne savons pas à quel point cela est courant. Peut-être que la plupart des planètes rocheuses ressemblent à la Terre et qu'elles ont une tectonique des plaques ou d'autres mécanismes qui leur permettent d'atteindre des températures stables dans la plage requise pendant de longues périodes. Ou peut-être que la plupart des planètes rocheuses ressemblent davantage à Vénus et que les conditions nécessaires à la vie sont extrêmement rares.

Notre planète pourrait être un hasard cosmique improbable.

Pertinence au-delà du système solaire

Compte tenu de l'incertitude sur l'habitabilité passée de Vénus, il peut sembler raisonnable de se demander pourquoi nous devrions même nous en soucier. Même s'il y a eu une brève période où la vie aurait pu apparaître sur la planète, la probabilité qu'il y ait quelque chose qui y vive maintenant est très faible. (Il existe certaines théories selon lesquelles il pourrait y avoir des microbes vivant dans l'atmosphère vénusienne, mais la preuve en est débattu intensément au mieux.)

Mais Vénus n'est pas seulement importante en soi. Elle est également représentative des autres planètes de notre galaxie.

La raison pour laquelle tant de scientifiques planétaires s'intéressent à la compréhension de Vénus et de son histoire est qu'elle peut nous en dire beaucoup sur ce que pourraient être d'autres planètes dans d'autres systèmes. Bien que nous ne puissions pas visiter ces mondes ou les observer de près, nous pouvons le faire avec Vénus. Si nous voulons comprendre les exoplanètes, et surtout si nous voulons identifier les exoplanètes potentiellement habitables, nous devons d'abord comprendre les planètes de notre arrière-cour.

"Déduire les conditions d'une exoplanète va être vraiment, vraiment difficile. C'est un très gros défi », a déclaré Kane. "Parce que c'est une inférence - nous n'allons pas là-bas, nous n'atterrissons pas à la surface d'une exoplanète – donc l'inférence vient d'un modèle. Et ce modèle est créé à partir des données de notre système solaire.

"Si nous ne faisons pas les choses correctement pour notre système solaire, nous ne le ferons pas pour une exoplanète", a-t-il déclaré.

D'un autre côté, si Vénus était effectivement habitable à un moment donné, cela ouvre la porte à un grand nombre d'exoplanètes potentiellement habitables également.

"Si Vénus a eu une période habitable significative, je pense que c'est assez profond", a déclaré Kane. Il se peut que ce soit un état dans lequel les planètes rocheuses à une certaine distance de leurs étoiles naturellement chute, avec des boucles de rétroaction naturelles d'un cycle de l'eau qui tendent vers la possibilité de liquide de surface eau. "Et cela nous en dirait long sur la question de savoir si nous pouvons nous attendre à ce genre de conditions ailleurs."

Nouvelles missions, nouvelles données

Même si nous ne connaissons pas l'histoire de Vénus, nous en apprendrons bientôt plus. Avec un trio de missions prêt à explorer Vénus au cours de la prochaine décennie, nous obtiendrons de nouvelles mesures de l'atmosphère et de la topographie de la planète, et cela peut nous renseigner sur son histoire.

En examinant des facteurs tels que le rapport de l'hydrogène à l'un de ses isotopes, le deutérium, dans le système vénusien l'atmosphère, les scientifiques pourront voir si la planète a perdu des quantités importantes d'eau au cours temps. Et en mesurant les quantités de gaz rares, ils peuvent apprendre comment l'atmosphère est balayée par les vents solaires et perdue de l'atmosphère. D'autres parties des missions à venir découvriront plus d'informations sur l'activité volcanique sur la planète et sur son intérieur.

Ces trois missions nous permettront de mieux comprendre la complexe, belle et infernale planète voisine. Mais partout où il y a des scientifiques, il y a toujours plus de questions.

"Ce sera un ensemble supplémentaire d'indices", a déclaré Kiefer. « Aurons-nous toutes les réponses? Non. Nous reviendrons avec plus de missions dont nous avons besoin. Mais c'est la prochaine série d'indices.

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