Imaginez la Terre. Maintenant remplis les cieux d'épais, nuages ​​d'acide sulfurique obscurcissant le soleil; faire bouillir les océans en augmentant la température à 900 degrés Fahrenheit (près de 500 degrés Celsius), et augmentez la pression d'air suffisamment pour vous aplatir comme une crêpe. Ce que vous avez maintenant, c'est Vénus, une planète rocheuse de taille similaire à la Terre mais différente à presque tous les égards.

Comment ces « planètes sœurs » ont évolué si différemment est une question scientifique brûlante depuis des décennies, et une mission proposée appelée VERITAS cherche à apporter des réponses en transformant notre compréhension de la géodynamique interne qui a façonné la planète. La mission pourrait donner un aperçu de l'évolution de notre propre planète et même nous aider à mieux comprendre les planètes rocheuses en orbite autour d'autres étoiles.

Abréviation d'émissivité de Vénus, Radiosciences, InSAR, Topographie &Spectroscopie, VERITAS est en cours de sélection dans le cadre du programme Discovery de la NASA et serait géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. Les partenaires du projet incluent Lockheed Martin, l'Agence spatiale italienne, l'Agence spatiale allemande, et l'Agence spatiale française.

"Vénus est comme ce cadeau cosmique d'un accident, " a déclaré Suzanne Smrekar, chercheur principal de VERITAS au JPL. "Vous avez ces deux corps planétaires - la Terre et Vénus - qui ont commencé à peu près de la même manière, mais ont suivi deux chemins évolutifs complètement différents, mais on ne sait pas pourquoi."

La dernière mission d'étude de la surface de la planète, Le vaisseau spatial Magellan de la NASA, a pris fin en 1994. Bien qu'il ait fourni des indices alléchants sur la géologie de Vénus, l'instrumentation n'a pas pu fournir de certitude quant à l'origine de nombreuses caractéristiques de la surface de la planète.

Proposé pour un lancement en 2026, VERITAS serait en orbite autour de la planète et scruterait à travers les nuages ​​obscurcissants avec un puissant système radar à la pointe de la technologie pour créer des cartes globales en 3D et un spectromètre proche infrarouge pour comprendre de quoi est faite la surface. Il mesurerait également le champ gravitationnel de la planète pour déterminer la structure de l'intérieur de Vénus. Ensemble, les instruments offriraient des indices sur les processus géologiques passés et présents de la planète, de son noyau à sa surface.

Une fenêtre sur la Terre primitive

Ici sur Terre, la croûte rigide qui enveloppe la planète est brisée en un puzzle de plaques tectoniques au sommet du manteau. La convection dans le manteau aide à entraîner le mouvement des plaques de surface. Lorsque certaines plaques descendent à l'intérieur - un processus connu sous le nom de subduction - elles fondent, et le dégazage volcanique libère des substances volatiles (comme l'eau, azote, gaz carbonique, et le méthane) dans l'atmosphère.

En savoir plus sur les processus géologiques sur Vénus, où la croûte chaude est une bonne analogie avec celle de la Terre primitive, lorsque les plaques commençaient tout juste à se former, pourrait offrir un aperçu précieux de la façon dont ces processus ont commencé sur Terre.

"Le plus grand mystère pour moi est l'étendue des structures de déformation sur Vénus" - des zones de roche à la surface qui se sont déformées sous une immense pression géologique - "qui pourraient être étudiées pour comprendre la nature de l'activité tectonique sur la planète, " a déclaré Joann Stock, membre de l'équipe scientifique, professeur de géologie et de géophysique au Laboratoire sismologique de Caltech à Pasadena.

La production de cartes topographiques 3D haute résolution VERITAS permettrait de mettre en évidence des structures qui étaient auparavant trop petites pour être résolues, Stock ajouté. Ces structures pourraient inclure une topographie surélevée de part et d'autre de failles décrochantes, comme la faille de San Andreas, qui est un indicateur d'activité tectonique majeure. VERITAS rechercherait également des failles de surface actives en utilisant pour la première fois des cartes de déformation interférométriques au-delà de la Terre.

En outre, VERITAS étudierait de vastes structures de déformation appelées tesselles. Ces caractéristiques en forme de plateau peuvent être analogues aux continents de la Terre. Une théorie dominante est que les continents de la Terre se sont formés lorsque la croûte océanique riche en fer s'est subductée et a fondu en présence d'eau, produire d'énormes volumes de nouveaux, croûte continentale moins riche en fer qui s'élevait au-dessus de l'océan.

Pour déterminer si les plateaux de tesselles de Vénus se sont formés de la même manière que les continents terrestres, VERITAS construirait les premières cartes multispectrales globales de la composition de la surface de Vénus. Si leur composition ressemble à celle de la croûte continentale, nous obtiendrions également des informations sur le passé plus humide de Vénus.

Un monde volcanique

Sur Terre, tectonique des plaques et volcanisme vont de pair. Mais qu'en est-il sur Vénus ?

"Déterminer si Vénus subit activement une activité volcanique et comprendre quel processus la conduit est l'une des questions vraiment passionnantes que j'aimerais voir répondre, " a déclaré la planétologue Jennifer Whitten, membre de l'équipe scientifique VERITAS de l'Université Tulane à la Nouvelle-Orléans.

A l'aide de son spectromètre, VERITAS déterminerait quelles roches se sont récemment formées à partir de magma en éruption, avant que les interactions avec l'atmosphère n'aient eu le temps de changer leur composition chimique. En outre, le spectromètre rechercherait les points chauds des éruptions actives, tandis que l'instrument radar rechercherait des failles actives, une indication de l'activité tectonique.

En apprenant à connaître les volcans de Vénus et les processus géophysiques qui les provoquent, les scientifiques pourraient également mesurer leur impact sur le climat de la planète et, peut-être, répondre à une autre question clé :l'intérieur de la planète contient-il encore de grandes quantités d'eau comme celle de la Terre ?

Rendre les planètes habitables

La tectonique des plaques et le volcanisme n'affectent pas seulement la façon dont une planète prend forme; ils sont intimement liés à l'habitabilité d'une planète. La tectonique des plaques affecte fortement le climat à long terme de la Terre en influençant les processus qui maintiennent l'équilibre de l'atmosphère :volcanisme, qui libèrent des substances volatiles dans l'atmosphère, et la subduction, qui recycle les volatiles à l'intérieur. Aussi, la formation et l'érosion des continents terrestres ont une influence majeure sur la composition des océans et de l'atmosphère. Ensemble, ces processus fournissent les nutriments et un climat habitable pour que la vie prospère.

Mais quel est le délicat équilibre géodynamique qui rend finalement une planète habitable ? Considérant la découverte de milliers d'exoplanètes en orbite autour d'étoiles autres que notre soleil, la réponse pourrait éclairer notre compréhension de leur nature.

"Pour dévoiler les mystères de Vénus, nous devons regarder sous le capot à l'intérieur de Vénus ; c'est le moteur de l'évolution géologique et atmosphérique globale, " dit Smrekar. " Vénus et la Terre sont-elles des mondes fondamentalement uniques ? Ou les différences entre ces « jumeaux » ne sont-elles que cosmétiques ? Répondre à cette question est essentiel pour comprendre ce qui rend les autres planètes rocheuses habitables et, finalement, émerger avec la vie."