Venus : les vents électriques peuvent faire disparaitre les océans !

Bien que jumelle de la Terre par sa taille et sa gravité, Venus est dépourvue d’océan. Selon une étude de la NASA qui vient d’être publiée dans la revue Geophysical Research Letters, une des raisons pourrait être les vents électriques.

« C’est incroyablement choquant », commente dit Glyn Collinson, un scientifique Goddard Space Flight Center de la NASA. « Nous n’avions jamais imaginé qu’un vent électrique puisse être si puissant qu’il puisse sucer l’oxygène de l’atmosphère et le faire sortir dans l’espace. C’est quelque chose qui doit figurer sur la liste de contrôle au moment de déterminer l’habitabilité des planètes autour d’autres étoiles ».

Ce sont des mesures de l’ESA (European Space Agency) faites par la sonde Venus Express pour le compte d’une mission financée par la NASA qu’il a été découvert que l’environnement spatial autour d’une planète joue un rôle clé dans la détermination des molécules qui peuvent exister dans l’atmosphère. Cette étude montre que les forts champs électriques autour de Vénus ont contribué à faire disparaitre l’eau de ses océans.

L’environnement spatial autour d’une planète joue un rôle clé pour les molécules qui existent dans son atmosphère, ce qui influence fortement l’habitabilité d’une planète.

Pas sa taille et sa gravité, Vénus est jumelle de la Terre à bien des égards. Pourtant, sa pression atmosphérique à sa surface est 90 fois plus élevée que sur notre planète alors que son atmosphère est essentiellement composée de dioxyde de carbone, d’un peu d’azote et des traces de dioxyde de soufre, avec un incroyable effet de serre. Alors que des preuves de l’existence d’océans dans le passé ont été découvertes, il y a entre 10 000 et 100 000 fois moins d’eau dans son atmosphère terrestre. Quelque chose a donc dû faire disparaître toute cette vapeur d’eau. Quoi ?

Jusqu’à présent, la principale hypothèse était qu’une grande partie de la vapeur d’eau se soit dissociée en hydrogène et oxygène, que l’hydrogène léger se soit échappé alors que l’oxygène a oxydé les rochers il y a plusieurs milliards d’années. Le vent solaire aurait ensuite, lentement mais sûrement, érodé le reste des océans.

Un rôle plus important que prévu pour les vents électriques

Alors que les vents électriques tenaient un petit rôle dans cette théorie, l’étude indique qu’ils ont joués un rôle prépondérant. « Nous avons découvert que le vent électrique, qui nous pensions être juste un petit rouage dans une grosse machine, est en fait un gros monstre capable d’aspirer l’eau de Vénus », explique Glyn Collinson, le principal auteur de cette étude.

Ce graphique compare les températures de surface et la gravité sur la Terre et sur Vénus.
Ce graphique compare les températures de surface et la gravité sur la Terre et sur Vénus.

À l’image de chaque planète qui possède un champ de gravité, on imagine que chaque planète qui possède une atmosphère est entourée d’un champ électrique faible. En fait, alors que la force de la gravité essaie de retenir l’atmosphère d’une planète, la force électrique peut aider à repousser les couches supérieures de l’atmosphère vers l’espace. Du coup, beaucoup d’hydrogène s’est échappé facilement de l’atmosphère de Venus. Lorsque ce champ électrique est particulièrement fort, il peut accélérer encore le plus l’échappement de l’eau dans l’espace.

Pratiquement, lorsque les molécules d’eau montent dans la haute atmosphère, la lumière du soleil les décompose en ions d’hydrogène et d’oxygène. Ces particules sont ensuite emportées par le champ électrique. « Si vous avez le malheur d’être un ion d’oxygène dans la haute atmosphère de Vénus, alors vous avez perdu à la loterie terrible », commente Glyn Collinson. « Vous, et tous vos amis ions, êtes entraînés hors de l’atmosphère à grands coups de pied sans que rien puisse vous sauver ».

Un champ électrique beaucoup plus fort que sur la Terre

C’est grâce à l’instrument ASPERA-4 de la sonde Venus Express qu’il a été remarqué que les électrons s’écoulent hors de l’atmosphère supérieure à une vitesse inattendue. En mesurant cette vitesse, les chercheurs ont découvert que l’intensité du champ électrique est beaucoup plus forte que ce que tout le monde attendait. Il est au moins cinq fois plus puissant que sur notre planète.

« Nous ne savons vraiment pas pourquoi il est tellement plus fort sur Vénus que sur la Terre », confie Glyn Collinson. « Nous pensons que cela pourrait avoir quelque chose à voir avec le fait que Vénus est plus proche du soleil et que les ultraviolets du Soleil sont deux fois moins brillants. C’est quelque chose qui est difficile à mesurer, même sur Terre ».

Ce graphique compare la composition de l’atmosphère et la force du champ électrique entre la Terre et Vénus.
Ce graphique compare la composition de l’atmosphère et la force du champ électrique entre la Terre et Vénus.

Une découverte utile pour d’autres planètes

Cette découverte concernant Venus donne une nouvelle vision des autres planètes de système solaire. « Nous avons étudié les électrons qui s’échappent de Titan [une lune de Saturne], de mars et de Vénus », explique Andrew Coates, de l’University College de Londres. « Notre étude montre que le champ électrique alimentant cette évasion est étonnamment fort sur Vénus par rapport aux autres objets. Cela nous aidera à comprendre comment fonctionne ce processus universel ».

Le gros point d’interrogation concerne Mars. Alors que les scientifiques cherchent à percer le mystère de la disparition de son eau, la force de son champ électrique pourrait être une explication. « Nous sommes activement à la chasse des vents électriques sur Mars avec arsenal complet des instruments scientifiques de la sonde MAVEN », explique Glyn Collinson.

Vue d'artiste de la notion de vent électrique sur Vénus.
Vue d’artiste de la notion de vent électrique sur Vénus.

L’étude du vent électrique sera dorénavant une mesure importante pour déterminer l’habitabilité d’une planète. « Même un faible vent électrique pourrait jouer un rôle dans les pertes d’eau atmosphériques de n’importe quelle planète », commente Alex Glocer.

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