Vénus, de taille similaire à la Terre, est pourtant beaucoup plus chaude en raison de son atmosphère épaisse qui emprisonne la chaleur. Cette chaleur extrême n’a pas effacé les cicatrices de la planète, notamment des centaines de structures circulaires appelées Coronae.
Une nouvelle étude révèle comment une couche cachée au cœur de la planète pourrait bloquer la remontée de chaleur et favoriser la formation de ces structures.
Le travail met en évidence une barrière située à environ 640 kilomètres de profondeur qui influence la formation de reliefs volcaniques de différentes tailles.
Les simulations basées sur la physique menées par l’équipe de recherche montrent que Vénus possède un mécanisme unique de transfert de chaleur de son intérieur vers sa surface.
Ce modèle complet permet d’expliquer la configuration actuelle de la surface de Vénus et offre un aperçu des raisons pour lesquelles deux planètes similaires ont pu évoluer de manière si différente.
Que sont les coronae de Vénus ?
Les coronae sont des structures volcaniques circulaires ou ovales, encadrées par des fractures concentriques. Elles peuvent être des dépressions peu profondes ou des anneaux surélevés, et présentent souvent des signes d’éruptions et de failles passées. Les scientifiques les considèrent comme des empreintes de l’activité du manteau sous la surface.
La nouvelle étude identifie une couche de manteau qui agit comme une barrière au mouvement vertical à environ 640 kilomètres de profondeur. Dans cette zone de transition, les minéraux modifient leur structure en fonction de la pression et de la température, ce qui affecte la façon dont la roche chaude ou froide se déplace.
Ce changement peut inverser le processus habituel où la matière chaude monte et la matière froide descend. Lorsque cela se produit, la remontée de matière chaude est bloquée et s’étale latéralement, tandis que les zones de descente peuvent s’arrêter et s’enfoncer.
Deux chemins de barrière sur Vénus
Les modèles montrent deux itinéraires distincts pour le transfert de chaleur. De grandes remontées de manteau peuvent percer la barrière et former des structures d’environ 1 930 kilomètres de diamètre. Des panaches plus petits s’élèvent de la couche chaude située sous la barrière et créent les coronae les plus courantes, souvent des dizaines à des centaines de kilomètres de large.
Cette différence de taille des panaches explique pourquoi Vénus présente à la fois de larges structures et des regroupements de caractéristiques plus petites dans les mêmes régions.
Vénus possède une croûte stagnante, c’est-à-dire une seule plaque rigide au lieu de plusieurs plaques mobiles comme sur Terre. Cette croûte emprisonne la chaleur, qui s’échappe à travers des remontées et des panaches. Un panache de manteau est une colonne de roche chaude qui s’élève du plus profond de la planète vers la surface.
Compter les coronae sur Vénus
Une base de données mise à jour en 2024 recense plus de 600 coronae confirmées, un nombre supérieur aux estimations précédentes. Leur répartition mondiale suggère une planète qui dissipe la chaleur en de nombreux endroits plutôt que le long de quelques zones limitées.
Vénus abrite également un canal de lave appelé Baltis Vallis, long de plus de 6 800 kilomètres, le plus long du système solaire. Des recherches récentes montrent que les mouvements de la surface le long de ce canal témoignent de la déformation causée par le manteau.
Les mêmes modèles qui prédisent la couche de barrière expliquent également les ondulations de la surface avec des longueurs d’onde de quelques centaines de kilomètres, ce qui correspond aux signaux de déformation observés sur le canal.
Pourquoi Vénus est importante pour la Terre
Vénus et la Terre ont commencé avec une taille et une composition similaires. Leurs chemins ont divergé lorsque Vénus a perdu son eau de surface et s’est enfermée dans une croûte stagnante, tandis que la Terre a conservé des plaques mobiles.
Comprendre les transitions minérales qui contrôlent le manteau de Vénus permet de mieux comprendre le refroidissement et le renouvellement de la surface des planètes rocheuses. Cette connaissance est essentielle pour étudier l’histoire de la Terre et interpréter les mondes rocheux autour d’autres étoiles.
De meilleures données sur la gravité et le radar permettraient de réduire l’incertitude concernant la température et la viscosité du manteau. La mission Veritas de la NASA est conçue pour mesurer les signaux liés à la structure interne de Vénus et tester l’existence de la barrière à 640 kilomètres de profondeur.
Les modèles utilisent une composition de pyrolite sèche, une approximation courante du manteau supérieur de la Terre, car la composition exacte et la teneur en eau de Vénus restent inconnues. Des compositions différentes pourraient modifier la profondeur et la résistance des changements de phase qui créent la barrière.
Cette explication relie plusieurs observations sans nécessiter de conditions exceptionnelles. Elle explique la différence de taille entre les grandes structures et les anneaux plus petits, et correspond aux signaux de déformation de la surface observés sur un canal de plusieurs milliers de kilomètres de long.
L’étude est publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences.