Vénus a peut-être été une planète tempérée hébergeant de l'eau liquide pendant 2-3 milliards d'années, jusqu'à ce qu'une transformation spectaculaire commencée il y a plus de 700 millions d'années refait surface à environ 80% de la planète. Une étude présentée aujourd'hui lors de la réunion conjointe EPSC-DPS 2019 par Michael Way du Goddard Institute for Space Science donne une nouvelle vision de l'histoire climatique de Vénus et pourrait avoir des implications pour l'habitabilité des exoplanètes sur des orbites similaires.

Il y a quarante ans, La mission Pioneer Venus de la NASA a trouvé des indices alléchants selon lesquels la planète « soeur tordue » de la Terre aurait pu avoir autrefois la valeur d'un océan peu profond. Pour voir si Vénus aurait jamais eu un climat stable capable de supporter de l'eau liquide, Dr Way et son collègue, Anthony Del Genio, ont créé une série de cinq simulations en supposant différents niveaux de couverture en eau.

Dans les cinq scénarios, ils ont découvert que Vénus était capable de maintenir des températures stables entre un maximum d'environ 50 degrés Celsius et un minimum d'environ 20 degrés Celsius pendant environ trois milliards d'années. Un climat tempéré aurait même pu être maintenu sur Vénus aujourd'hui s'il n'y avait pas eu une série d'événements qui ont provoqué une libération, ou "dégazage", de dioxyde de carbone stocké dans les roches de la planète il y a environ 700 à 750 millions d'années.

"Notre hypothèse est que Vénus a peut-être eu un climat stable pendant des milliards d'années. Il est possible que l'événement de resurfaçage quasi mondial soit responsable de sa transformation d'un climat semblable à celui de la Terre à la serre infernale que nous voyons aujourd'hui, " dit Way.

Trois des cinq scénarios étudiés par Way et Del Genio ont supposé la topographie de Vénus telle que nous la voyons aujourd'hui et ont considéré un océan profond de 310 mètres en moyenne, une couche d'eau peu profonde d'une moyenne de 10 mètres et une petite quantité d'eau enfermée dans le sol. En comparaison, ils comprenaient également un scénario avec la topographie de la Terre et un océan de 310 mètres et, finalement, un monde entièrement recouvert par un océan de 158 mètres de profondeur.

Pour simuler les conditions environnementales il y a 4,2 milliards d'années, Il y a 715 millions d'années et aujourd'hui, les chercheurs ont adapté un modèle de circulation générale en 3D pour tenir compte de l'augmentation du rayonnement solaire à mesure que notre Soleil s'est réchauffé au cours de sa durée de vie, ainsi que pour changer les compositions atmosphériques.

Bien que de nombreux chercheurs pensent que Vénus est au-delà de la limite intérieure de la zone habitable de notre système solaire et est trop proche du Soleil pour supporter de l'eau liquide, la nouvelle étude suggère que cela pourrait ne pas être le cas.

"Vénus a actuellement presque deux fois le rayonnement solaire que nous avons sur Terre. Cependant, dans tous les scénarios que nous avons modélisés, nous avons découvert que Vénus pouvait encore supporter des températures de surface favorables à l'eau liquide, " dit Way.

Il y a 4,2 milliards d'années, peu après sa formation, Vénus aurait terminé une période de refroidissement rapide et son atmosphère aurait été dominée par le dioxyde de carbone. Si la planète a évolué à la manière de la Terre au cours des 3 prochains milliards d'années, le dioxyde de carbone aurait été attiré par les roches silicatées et enfermé dans la surface. À la deuxième époque modélisée à 715 millions d'années, l'atmosphère aurait probablement été dominée par l'azote avec des traces de dioxyde de carbone et de méthane, similaires à celles de la Terre aujourd'hui, et ces conditions auraient pu rester stables jusqu'à nos jours.

La cause du dégazage qui a conduit à la transformation dramatique de Vénus est un mystère, bien que probablement lié à l'activité volcanique de la planète. Une possibilité est que de grandes quantités de magma ont bouillonné, libérant du dioxyde de carbone des roches en fusion dans l'atmosphère. Le magma s'est solidifié avant d'atteindre la surface et cela a créé une barrière qui a empêché le gaz d'être réabsorbé. La présence de grandes quantités de dioxyde de carbone a déclenché un effet de serre incontrôlable, ce qui a entraîné les températures moyennes torrides de 462 degrés trouvées sur Vénus aujourd'hui.

"Quelque chose s'est produit sur Vénus où une énorme quantité de gaz a été libérée dans l'atmosphère et n'a pas pu être réabsorbée par les roches. Sur Terre, nous avons quelques exemples de dégazage à grande échelle, par exemple la création des pièges sibériens il y a 500 millions d'années qui est liée à une extinction de masse, mais rien à cette échelle. Il a complètement transformé Vénus, " dit Way.

Il y a encore deux inconnues majeures qui doivent être résolues avant que la question de savoir si Vénus aurait pu être habitable puisse être pleinement résolue. Le premier concerne la vitesse à laquelle Vénus s'est refroidie initialement et si elle a pu condenser de l'eau liquide à sa surface en premier lieu. La deuxième inconnue est de savoir si l'événement de resurfaçage mondial était un événement unique ou simplement le dernier d'une série d'événements remontant à des milliards d'années dans l'histoire de Vénus.

"Nous avons besoin de plus de missions pour étudier Vénus et avoir une compréhension plus détaillée de son histoire et de son évolution, " dit Way. " Cependant, nos modèles montrent qu'il existe une réelle possibilité que Vénus ait pu être habitable et radicalement différente de la Vénus que nous voyons aujourd'hui. Cela ouvre toutes sortes d'implications pour les exoplanètes trouvées dans ce qu'on appelle la "zone de Vénus", which may in fact host liquid water and temperate climates."