La nouvelle étude comble une grande lacune dans ce que les chercheurs appellent « l’histoire de l’eau sur Vénus ». À l'aide de simulations informatiques, l'équipe a découvert que les atomes d'hydrogène présents dans l'atmosphère de la planète se dirigeaient vers l'espace à travers un processus connu sous le nom de « recombinaison dissociative », ce qui faisait que Vénus perdait environ deux fois plus d'eau chaque jour par rapport aux estimations précédentes.

L'équipe a publié ses résultats le 6 mai dans la revue Nature. .

Les résultats pourraient aider à expliquer ce qui arrive à l’eau sur une multitude de planètes à travers la galaxie.

"L'eau est vraiment importante pour la vie", a déclaré Eryn Cangi, chercheuse scientifique au Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale (LASP) et co-auteur principal du nouvel article. "Nous devons comprendre les conditions qui soutiennent l'eau liquide dans l'univers, et qui pourraient avoir produit l'état très sec de Vénus aujourd'hui."

Vénus, a-t-elle ajouté, est franchement desséchée. Si vous preniez toute l’eau de la Terre et la répandiez sur la planète comme de la confiture sur du pain grillé, vous obtiendriez une couche liquide d’environ 3 kilomètres de profondeur. Si vous faisiez la même chose sur Vénus, où toute l'eau est emprisonnée dans l'air, vous vous retrouveriez avec seulement 3 centimètres (1,2 pouces), à peine assez pour vous mouiller les orteils.

"Vénus a 100 000 fois moins d'eau que la Terre, même si elle a fondamentalement la même taille et la même masse", a déclaré Michael Chaffin, co-auteur principal de l'étude et chercheur scientifique au LASP.

Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour comprendre Vénus comme un gigantesque laboratoire de chimie, en se concentrant sur les diverses réactions qui se produisent dans l'atmosphère tourbillonnante de la planète. Le groupe rapporte qu'une molécule appelée HCO ⁺ (un ion composé d'un atome d'hydrogène, d'un atome de carbone et d'un atome d'oxygène) présent dans l'atmosphère de Vénus pourrait être à l'origine de la fuite d'eau de la planète.

Pour Cangi, co-auteur principal de la recherche, les résultats révèlent de nouveaux indices sur la raison pour laquelle Vénus, qui semblait autrefois presque identique à la Terre, est presque méconnaissable aujourd'hui.

"Nous essayons de comprendre quels petits changements se sont produits sur chaque planète pour les conduire dans ces états très différents", a déclaré Cangi, qui a obtenu son doctorat en sciences astrophysiques et planétaires à CU Boulder en 2023.

Renverser l'eau

Vénus, nota-t-elle, n'a pas toujours été un désert.

Les scientifiques soupçonnent qu’il y a des milliards d’années, lors de la formation de Vénus, la planète a reçu autant d’eau que la Terre. À un moment donné, la catastrophe est survenue. Les nuages ​​​​de dioxyde de carbone dans l'atmosphère de Vénus ont déclenché l'effet de serre le plus puissant du système solaire, augmentant finalement les températures à la surface jusqu'à 900 degrés Fahrenheit. Au cours du processus, toute l'eau de Vénus s'est évaporée en vapeur et la majeure partie a dérivé dans l'espace.

Mais cette évaporation ancienne ne peut pas expliquer pourquoi Vénus est aussi sèche qu'elle l'est aujourd'hui, ni comment elle continue de perdre de l'eau dans l'espace.

"Par analogie, disons que j'ai vidé l'eau de ma bouteille d'eau. Il resterait encore quelques gouttelettes", a déclaré Chaffin.

Cependant, sur Vénus, presque toutes les gouttes restantes ont également disparu. Le coupable, selon les nouveaux travaux, est l'insaisissable HCO ⁺ .

Missions vers Vénus

Chaffin et Cangi ont expliqué que dans les hautes atmosphères planétaires, l’eau se mélange au dioxyde de carbone pour former cette molécule. Dans des recherches antérieures, les chercheurs ont signalé que HCO ⁺ peut être responsable de la perte d'une grande partie de son eau sur Mars.

Voici comment cela fonctionne sur Vénus :HCO ⁺ est produit en permanence dans l'atmosphère, mais les ions individuels ne survivent pas longtemps. Les électrons dans l'atmosphère trouvent ces ions et se recombinent pour diviser les ions en deux. Au cours du processus, les atomes d'hydrogène s'éloignent et peuvent même s'échapper entièrement dans l'espace, privant Vénus de l'un des deux composants de l'eau.

Dans la nouvelle étude, le groupe a calculé que la seule façon d'expliquer l'état sec de Vénus était de savoir si la planète hébergeait des volumes de HCO ⁺ plus importants que prévu. dans son atmosphère. Il y a une différence dans les conclusions de l’équipe. Les scientifiques n'ont jamais observé de HCO ⁺ autour de Vénus. Chaffin et Cangi suggèrent que c'est parce qu'ils n'ont jamais eu les instruments nécessaires pour bien regarder.

Alors que des dizaines de missions ont visité Mars au cours des dernières décennies, beaucoup moins d’engins spatiaux ont voyagé vers la deuxième planète depuis le Soleil. Aucun n'a porté d'instruments capables de détecter le HCO ⁺ qui alimente la voie d'évacuation nouvellement découverte par l'équipe.

"L'une des conclusions surprenantes de ce travail est que HCO ⁺ devrait en fait être parmi les ions les plus abondants dans l'atmosphère de Vénus", a déclaré Chaffin.

Ces dernières années, cependant, un nombre croissant de scientifiques ont jeté leur dévolu sur Vénus. La mission DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) de la NASA, par exemple, prévoit de larguer une sonde à travers l'atmosphère de la planète jusqu'à la surface. Son lancement est prévu d'ici la fin de la décennie.

DAVINCI ne pourra pas détecter HCO ⁺ , non plus, mais les chercheurs espèrent qu'une future mission pourrait le faire, révélant un autre élément clé de l'histoire de l'eau sur Vénus.

"Il n'y a pas eu beaucoup de missions sur Vénus", a déclaré Cangi. "Mais les missions nouvellement planifiées s'appuieront sur des décennies d'expérience collective et un intérêt croissant pour Vénus pour explorer les extrêmes des atmosphères planétaires, de leur évolution et de leur habitabilité."