Vénus entre en éruption : une nouvelle activité volcanique révélée dans les données Magellan de la NASA

Des analyses récentes de NASALes données du radar Magellan ont révélé deux éruptions volcaniques sur Vénus au début des années 1990, s'ajoutant aux découvertes antérieures d'activité volcanique. Ces découvertes suggèrent que l'activité volcanique de Vénus pourrait être plus intense et plus fréquente qu'on ne le pensait auparavant, ce qui indique une histoire géologique dynamique qui contraste avec celle de la Terre.

Pour la deuxième fois, des preuves géologiques directes d’une activité volcanique récente sur Vénus ont été observées. Des scientifiques italiens ont analysé les données d'archives de la mission Magellan de la NASA pour révéler des changements de surface indiquant la formation de nouvelles roches provenant de coulées de lave liées aux volcans entrés en éruption pendant que le vaisseau spatial tournait autour de la planète. Géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA (JPL) en Californie du Sud, Magellan a cartographié 98 % de la surface de la planète entre 1990 et 1992, et les images qu'il a générées restent à ce jour les plus détaillées de Vénus.

« En utilisant ces cartes comme guide, nos résultats montrent que Vénus pourrait être beaucoup plus active volcaniquement qu'on ne le pensait auparavant », a déclaré Davide Sulcanese de l'Université d'Annunzio à Pescara, en Italie, qui a dirigé l'étude. « En analysant les coulées de lave que nous avons observées à deux endroits de la planète, nous avons découvert que l'activité volcanique sur Vénus pourrait être comparable à celle sur Terre. »

Maat Mons est affichée dans cette perspective tridimensionnelle générée par ordinateur de la surface de Vénus. Le point de vue est situé à 634 kilomètres (393 miles) au nord de Maat Mons, à une altitude de 3 kilomètres (2 miles) au-dessus du terrain. Les coulées de lave s'étendent sur des centaines de kilomètres à travers les plaines fracturées représentées au premier plan, jusqu'à la base de Maat Mons. Les données du radar à synthèse d'ouverture de la mission Magellan de la NASA sont combinées avec l'altimétrie radar pour développer une carte tridimensionnelle de la surface. L'échelle verticale dans cette perspective a été exagérée 10 fois. Crédit : NASA/JPL

Cette dernière découverte s'appuie sur la découverte historique en 2023 d'images du radar à synthèse d'ouverture de Magellan qui ont révélé des changements dans un évent associé au volcan Maat Mons près de l'équateur de Vénus. Les images radar se sont révélées être la première preuve directe d’une récente éruption volcanique sur la planète. En comparant les images radar de Magellan au fil du temps, les auteurs de l'étude de 2023 ont repéré des changements provoqués par l'écoulement de roches en fusion du sous-sol de Vénus remplissant le cratère de l'évent et se déversant sur les pentes de l'évent.

Les scientifiques étudient les volcans actifs pour comprendre comment l’intérieur d’une planète peut façonner sa croûte, piloter son évolution et affecter son habitabilité. La découverte d'un volcanisme récent sur Vénus fournit un aperçu précieux de l'histoire de la planète et des raisons pour lesquelles elle a suivi un chemin d'évolution différent de celui de la Terre.

Rétrodiffusion radar

Pour la nouvelle étude, publiée dans la revue Astronomie naturelle, les chercheurs se sont également concentrés sur les données d'archives du radar à synthèse d'ouverture de Magellan. Les ondes radio envoyées par le radar ont traversé l'épaisse couverture nuageuse de Vénus, puis ont rebondi sur la surface de la planète et sont revenues vers le vaisseau spatial. Appelés rétrodiffusion, ces signaux radar réfléchis transportaient des informations sur les matériaux de surface rocheux qu'ils rencontraient.

Les deux sites étudiés étaient le volcan Sif Mons dans la région d'Eistla et la partie occidentale de Niobe Planitia, qui abrite de nombreuses caractéristiques volcaniques. En analysant les données de rétrodiffusion reçues des deux endroits en 1990 et de nouveau en 1992, les chercheurs ont découvert que la force du signal radar augmentait le long de certains trajets au cours des orbites ultérieures. Ces changements suggèrent la formation de nouvelles roches, très probablement de la lave solidifiée provenant de l'activité volcanique survenue au cours de cette période de deux ans. Mais ils ont également envisagé d'autres possibilités, telles que la présence de micro-dunes (formées à partir de sable soufflé par le vent) et d'effets atmosphériques susceptibles d'interférer avec le signal radar.

Cette mosaïque Magellan pleine résolution, centrée à 12,3 degrés de latitude nord et 8,3 degrés de longitude est, montre une zone de 160 kilomètres (96 milles) sur 250 kilomètres (150 milles) dans la région d'Eistla de Vénus. Les éléments circulaires proéminents sont des dômes volcaniques de 65 kilomètres (39 miles) de diamètre avec des sommets larges et plats de moins d'un kilomètre (0,6 mile) de hauteur. Parfois appelés dômes « en crêpe », ils représentent une catégorie unique d'extrusions volcaniques sur Vénus formées à partir de lave visqueuse (collante). Les fissures et les piqûres que l'on trouve couramment dans ces formations résultent du refroidissement et du retrait de la lave. Un flux moins visqueux a été émis du dôme nord-est vers l’autre grand dôme situé dans le coin sud-ouest de l’image. Crédit : NASA/JPL

Pour aider à confirmer la nouvelle roche, les chercheurs ont analysé les données altimétriques (hauteur de la surface) de Magellan pour déterminer la pente de la topographie et localiser les obstacles autour desquels la lave coulerait.

« Nous interprétons ces signaux comme des flux le long de pentes ou de plaines volcaniques qui peuvent dévier autour d'obstacles tels que des volcans boucliers comme un fluide », a déclaré le co-auteur de l'étude Marco Mastrogiuseppe de l'Université Sapienza de Rome. « Après avoir exclu d'autres possibilités, nous avons confirmé que notre meilleure interprétation est qu'il s'agit de nouvelles coulées de lave. »

En utilisant les flux sur Terre à titre de comparaison, les chercheurs estiment que les nouvelles roches mises en place aux deux endroits ont en moyenne entre 3 et 20 mètres de profondeur. Ils estiment également que l’éruption du Sif Mons a produit environ 30 kilomètres carrés de roche, soit suffisamment pour remplir au moins 36 000 piscines olympiques. L'éruption du Niobe Planitia a produit environ 45 kilomètres carrés de roche, qui rempliraient 54 000 piscines olympiques. À titre de comparaison, l'éruption du Mauna Loa à Hawaï en 2022, le plus grand volcan actif de la Terre, a produit une coulée de lave contenant suffisamment de matière pour remplir 100 000 piscines olympiques.

« Ce travail passionnant fournit un autre exemple de changement volcanique sur Vénus dû à de nouvelles coulées de lave qui augmentent le changement d'évent que le Dr Robert Herrick et moi avons signalé l'année dernière », a déclaré Scott Hensley, chercheur scientifique principal au JPL et co-auteur de l'étude de 2023. « Ce résultat, en tandem avec la découverte antérieure de l'activité géologique actuelle, augmente l'enthousiasme de la communauté scientifique planétaire pour les futures missions vers Vénus. »

Avant de commencer son voyage vers Vénus, le vaisseau spatial Magellan de la NASA a été largué alors qu'il était en orbite terrestre par la mission STS-30 de la navette spatiale Atlantis. Capturé sur cette photo du 4 mai 1989, Magellan a été le premier vaisseau spatial planétaire à être lancé depuis la navette. Crédit : NASA

Comprendre les volcans

Hensley est le scientifique du projet pour la prochaine mission VERITAS de la NASA, et Mastrogiuseppe est membre de son équipe scientifique. Abréviation de Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy, VERITAS devrait être lancé au début de la prochaine décennie, en utilisant un radar à synthèse d'ouverture de pointe pour créer des cartes mondiales 3D et un spectromètre proche infrarouge pour comprendre de quoi est faite la surface de Vénus tout en suivant également l'activité volcanique. De plus, le vaisseau spatial mesurera le champ gravitationnel de la planète pour déterminer sa structure interne.

« Ces nouvelles découvertes de l'activité volcanique récente sur Vénus par nos collègues internationaux fournissent des preuves irréfutables du type de régions que nous devrions cibler avec VERITAS lorsqu'il arrivera sur Vénus », a déclaré Suzanne Smrekar, scientifique principale au JPL et chercheuse principale de VERITAS. « Notre vaisseau spatial disposera d’une suite d’approches pour identifier les changements de surface qui sont bien plus complètes et avec une résolution plus élevée que les images de Magellan. Les preuves d’activité, même dans les données Magellan à plus faible résolution, renforcent le potentiel de révolutionner notre compréhension de ce monde énigmatique.

La mission VERITAS de la NASA a été sélectionnée en 2021 dans le cadre du programme Discovery de la NASA. Les partenaires de la mission comprennent Lockheed Martin Space, l'Agence spatiale italienne, le Centre aérospatial allemand et le Centre national d'études spatiales en France. Le programme Discovery est géré par le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour le compte de la division des sciences planétaires de la direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.