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, VénusVénus 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 atmosphèreatmosphère semblable à celle que nous connaissons sur notre Terre, avaient alors montré que ces océans avaient tendance à s'évaporer, formant des nuagesnuages protecteurs, qui réfléchissent la lumièrelumière du SoleilSoleil. « 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'astrophysiqueastrophysique de Bordeaux. Un peu comme ce qui se passe sur Terre, au niveau de l'équateuréquateur, en somme ».

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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 ».

Des chercheurs du CNRS et de l’université de Versailles Saint-Quentin estiment que les conditions n’ont jamais été réunies sur Vénus pour que tombe la pluie. © Manchu, CNRS
Des chercheurs du CNRS et de l’université de Versailles Saint-Quentin estiment que les conditions n’ont jamais été réunies sur Vénus pour que tombe la pluie. © Manchu, CNRS

Quelles chances de former un océan sur Vénus ?

« Lorsqu'elles se forment, les planètes se couvrent littéralement d'un océan de magmamagma. Un magma qui dégaze beaucoup et entretient une atmosphère très épaisse constituée notamment de dioxyde de carbonedioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d’eau (H20). L'effet de serreeffet de serre est intense, nous décrit l'astrophysicienastrophysicien. 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 stratosphèrestratosphère. Des masses d'airmasses 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.

Les chances pour que Vénus ait pu former un océan sont de l’ordre de celles de voir une pièce tomber sur la tranche lorsque l’on tire à pile ou face. © DURIS Guillaume, Adobe Stock
Les chances pour que Vénus ait pu former un océan sont de l’ordre de celles de voir une pièce tomber sur la tranche lorsque l’on tire à pile ou face. © DURIS Guillaume, Adobe Stock

En tirer des informations sur les autres planètes

Les astrophysiciens souhaitent désormais comprendre ce que cette étude peut avoir comme implication concernant les exoplanètesexoplanètes. Ils aimeraient fixer mieux les limites dans lesquelles il peut exister de l'eau liquideliquide. « 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'énergieénergie du Soleil. Du fait même de la nature de notre étoile qui gagne en luminositéluminosité 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. »

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Pour confirmer leurs résultats, les chercheurs français attendront néanmoins les données que pourront recueillir sur place les missions qui seront bientôt lancées vers Vénus. « Nous savons qu'il y a de la vapeur d'eau dans l'atmosphère de cette planète. Mais étonnamment peu. À peine de quoi imaginer des océans de quelques centimètres de fond. Nous pensons qu'il y a eu beaucoup plus d'eau dans l'atmosphère de Vénus à un moment donné de l'histoire. Mais qu'elle a fini par s'échapper vers l'espace, laissant derrière elle assez d'oxygène pour façonner cette atmosphère oxydée que nous lui connaissons », nous précise Jérémy Leconte.

« On peut imaginer que les nouvelles missions vers Vénus pourront mesurer la composition chimique de son atmosphère et même la composition isotopique de certains de ses éléments. C'est par exemple l'un des buts de la mission DAVINCI+ (NasaNasa). Avec l'idée de dater l'échappement de l'eau. S'il s'est produit tard dans la vie de la planète, on pourra imaginer que Vénus a abrité un océan et que c'est au moment où il s'est évaporé, lorsque le Soleil s'est trop réchauffé, que l'eau s'est échappéeéchappée de son atmosphère. S'il s'est produit plus tôt, cela pourrait constituer une preuve supplémentaire que Vénus n'a jamais pu abriter d'océan. C'est ce genre d'indices qu'il va désormais nous falloir réunir. »

La mission Veritas (Nasa) et la misson EnVision (Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne), quant à elles, réaliseront, par infrarouge, des mesures minéralogiques de la surface de Vénus. Or, certains minérauxminéraux ont besoin d'eau pour se former. Détecter leur présence serait une indication forte de la présence durable d'une eau liquide à la surface de la planète. « Dans ce cas, il nous faudrait expliquer non pas la stabilité des océans -- rappelez-vous, cela a été fait par l'étude américaine --, mais bien comment la vapeur d'eau a malgré tout pu se condenser pour en former au début de l'histoire de Vénus », nous glisse Emmanuel Marcq, chercheur à l'université de Verseilles Saint-Quentin, également auteur de l'étude, en guise de conclusion.