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On en sait un peu plus sur comment Venus a perdu son eau

On pense que Vénus a, au cours de son histoire, abrité une importante quantité d'eau. Aujourd'hui, la planète est aride et chaude. Où a bien pu partir cette eau ? Une scientifique estime que seule une faible portion aurait pu fuir dans l'espace.

Vénus n'aurait perdu qu'une petite partie de son eau dans l'espace ces 4 derniers milliards d'années, soit moins que ce que l'on pensait. Cette hypothèse est défendue dans la thèse de Moa Persson, étudiante en doctorat au sein de l'Institut suédois de physique spatiale (IRF), présentée dans une communication de l'établissement le 11 novembre 2020.

À la surface de Vénus, il fait environ 465°C. « L'atmosphère vénusienne actuelle est extrêmement dense, chaude et aride, décrit la scientifique dans sa thèse. Pourtant, au début de son histoire, Vénus avait vraisemblablement une énorme quantité d'eau, qui, si elle était répartie uniformément sur la surface, aurait permis une profondeur d'eau de 10 à 100 mètres. Par conséquent, au cours de l'évolution atmosphérique, l'eau a dû être retirée de Vénus. » Plusieurs procédés peuvent expliquer la disparition de cette eau : l'un d'eux est son évacuation vers l'espace. On soupçonne, par exemple, que ce processus a pu se dérouler sur Mars, qui aurait perdu son eau bien plus rapidement que prévu.

Quels effets du vent solaire ?

Dans cette thèse, Moa Persson s'intéresse aux effets du vent solaire sur l'atmosphère de Vénus. Il peut contribuer à l'échappement des particules dans l'espace, explique-t-elle. Ce plasma émis en permanence par le Soleil est un gaz constitué d'électrons, de protons et d'ions. La scientifique a mobilisé des données obtenues par la mission de l'Agence spatiale européenne Venus Express, qui s'est achevée en 2014 -- plus précisément, avec l'instrument ASPERA-4 de la sonde, destiné à l'analyse des interactions entre l'atmosphère de Vénus et le vent solaire.

Il faut savoir, rappelle la chercheuse, que « Vénus n'a pas de champ magnétique intrinsèque » et que, par conséquent, « son atmosphère interagit directement avec le vent solaire ». C'est pourquoi il peut s'avérer essentiel d'étudier les interactions de cette atmosphère et du vent solaire, pour voir si des constituants de l'atmosphère peuvent fuir dans l'espace.

Fuite des ions et évolution du vent solaire

Ici, on s'intéresse aux ions présents dans le voisinage de Vénus. En moyenne, deux protons s'échappent de Vénus, pour chaque ion d'oxygène, ce qui indique une perte d'eau, résume le communiqué de l'IRF. Le vent solaire a un effet sur la quantité d'ions qui peuvent s'échapper. Selon Moa Persson, le nombre de protons qui s'échappent est variable au cours du cycle solaire. Elle indique que davantage de protons s'échappent lors d'un minimum d'activité de ce cycle solaire, que lors d'un maximum, car dans ce deuxième cas, davantage de protons reviennent vers Vénus. En liant la fuite des ions d'oxygène aux variations du vent solaire au cours du temps, la scientifique a estimé la quantité d'eau qui a dû s'échapper de Vénus jusque dans l'espace.

Résultat : « L'échappement total au cours des 3,9 milliards d'années passées peut être traduit par une profondeur d'eau équivalente globale de 0,02 à 0,6 mètre », souligne Moa Persson. Pour la scientifique, ceci n'est donc pas suffisant pour expliquer comment Vénus a pu perdre autant d'eau au cours de son évolution.

Identifier le rôle joué par les divers processus à l'origine de la perte d'eau n'est pas seulement utile pour mieux comprendre pourquoi Vénus est aujourd'hui aussi sèche. Cela peut également « nous aider à comprendre comment les atmosphères planétaires évoluent, à la fois ici dans notre système solaire et dans les systèmes extrasolaires », selon l'autrice.