Vénus – une planète chaude soumise à des dizaines de milliers de volcans – peut être encore plus géologiquement actif près de sa surface qu'on ne le pensait précédemment. De nouveaux calculs par des chercheurs de l'Université de Washington à St. Louis suggèrent que la croûte extérieure de la planète pourrait constamment être un phénomène inattendu appelé convection qui pourrait aider à expliquer de nombreux volcans et autres caractéristiques du paysage vénusien.
« Personne n'avait vraiment considéré la possibilité de convection dans la croûte de Vénus auparavant », a déclaré Slava Salomatov, professeur de terre, environnemental et planétaire en arts et sciences. « Nos calculs suggèrent que la convection est possible et peut-être probable. Si elle est vraie, cela nous donne un nouvel aperçu de l'évolution de la planète. »
Le document a été publié dans Physique de la terre et des intérieurs planétaires. Chhavi Jain, boursier postdoctoral à Washu, est co-auteur.
La convection, un processus bien connu en géologie, se produit lorsque le matériau chauffé monte vers la surface d'une planète et les matériaux plus frais, créant une sorte de tapissage constant en quelque sorte. Sur Terre, la convection profondément dans le manteau fournit l'énergie qui entraîne la tectonique des plaques.
La croûte terrestre, environ 40 kilomètres d'épaisseur dans les continents et 6 km dans les bassins océaniques, est trop mince et fraîche pour soutenir la convection, a expliqué Solomatov. Mais il soupçonnait que la croûte de Vénus pourrait avoir la bonne épaisseur (peut-être 30 à 90 km, selon l'emplacement), la température et la composition de la roche pour maintenir cette courroie de convoyeur en marche.
Pour vérifier cette possibilité, Salomatov et Jain ont appliqué de nouvelles théories dynamiques de fluide développées dans leur laboratoire. Leurs calculs suggèrent que la croûte de Vénus pourrait, en fait, soutenir la convection – une toute nouvelle façon de réfléchir à la géologie de la surface de la planète.
En 2024, les deux chercheurs ont utilisé une approche similaire pour déterminer que la convection ne se produit probablement pas dans le manteau de mercure car cette planète est trop petite et s'est refroidie considérablement depuis sa formation il y a 4,5 milliards d'années.
Vénus, en revanche, est une planète chaude à l'intérieur comme à l'extérieur. Les températures de surface atteignent 870 ° F, et ses volcans et autres caractéristiques de surface montrent des signes clairs de fusion. Les scientifiques se sont longtemps demandé comment la chaleur de l'intérieur de la planète pouvait être transférée à la surface. « La convection dans la croûte pourrait être un mécanisme manquant clé », a déclaré Solomatov.
La convection près de la surface pourrait également influencer le type et le placement des volcans à la surface vénusienne, a déclaré Solomatov. En 2023, Paul Byrne, professeur agrégé de Sciences de la Terre, de l'environnement et du planétaire en arts et sciences, a publié un atlas de 85 000 volcans de Vénus basés sur des images radar de la mission Magellan de la NASA du début des années 1990.
Salomatov a déclaré que lui et Byrne ont discuté de possibles collaborations futures qui combineraient la modélisation mathématique avec des observations de la surface de Vénus pour une meilleure compréhension de la géologie de la planète.
Salomatov espère que les futures missions à Vénus pourraient fournir des données encore plus détaillées sur la densité et la température dans la croûte. Si la convection se produit comme prévu, certaines zones de la croûte doivent être plus chaudes et moins denses que d'autres, des différences qui seraient détectables en utilisant des mesures de gravité à haute résolution.
Mais peut-être une cible encore plus intrigante est Pluton, la planète naine gelée aux tronçons extérieurs du système solaire. Les images de la mission New Horizons ont révélé des modèles polygonaux remarquables sur la région de Pluton Spoutnik Planitia qui ressemblent aux limites de la plaque sur Terre. Ces polygones sont formés par des courants de convection lents dans une couche de 4 km d'épaisseur de glace d'azote solide.
« Pluton n'est probablement que le deuxième corps planétaire du système solaire, autre que la Terre, où la convection qui entraîne la tectonique est clairement visible à la surface », a déclaré Solomatov. « C'est un système fascinant que nous devons encore comprendre. »
