P L A N È T E  G A Ï A 
 
   
   
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V É N U S

Vénus en 7 Points

TERRA DARWIN N°2 > Mars-Avril > 2019

De la Vie dans les Nuages de Vénus ?

F.D. - SCIENCES ET AVENIR N°856 > Juin > 2018

Vénus Tourne dans un Anneau de Poussières

Les satellites Stereo ont enfin confirmé son existence : un anneau de poussières très ténu tourne bien autour du Soleil, au niveau de l'orbite de Vénus.

La poussière interplanétaire est en effet balayée vers cette zone par des phénomènes de résonance orbitale.

B.R. - SCIENCE & VIE N°1157 > Février > 2014

Le Climat de Vénus

Quoique brillante comme une étoile, Vénus aurait pu être appellée Pluton eu égart à son climat...

Il faut à Venus, deuxième planète du système solaire, 243 jours terrestre pour effectuer une rotation sur elle-même, mais seulement 225 jours pour faire le tour du Soleil ! C'est le troisième objet le plus brillant du ciel, après le Soleil et la Lune, donc très facile à repérer parmi les étoiles.

Son albédo (lumière solaire qu'elle restitue) frise les 76 %... Son atmosphère, constituée à 96 % de dioxyde decarbone et 3 % d'azote, est si dense qu'elle porte la pression au sol à 90 fois celle de la Terre.
L'effet de serre est si puissant qu'il élève les températures au sol de quelque 465°C.
Si au ras des roches, une mince brise anime cette fournaise, au niveau des plus hauts nuages, à 60 km d'altitude, les vents se déchainent à 360 km/h.
Aux pôles, où la haute atmosphère est parcourue de mégacyclones, c'est pire. Le pôle Sud abrite même un étrange double vortex, dont les 2 enroulements tournent en sens inverse.

SCIENCE & VIE Hors Série > Décembre > 2006

Caractéristiques

Vénus est une planète dite intérieure ou tellurique, la 2è en partant du Soleil. Elle est de taille comparable à celle de la Terre. Selon les observations, Vénus ne possède pas de champ magnétique. En revanche elle traine dans son sillage une queue de plasma longue de 45 millions de km, observée pour la première fois par la sonde SOHO en 1997.

Caractéristiques orbitales
Caractéristiques physiques
Caractéristiques de l'atmosphère
Rayon moyen
108 208 926 km
0,72 ua
Circonférence orbitale
0,680 Tm
4,545 ua
Excentricité orbitale
0,006 773 23
Période de révolution
sidérale
224,70096 d
Période synodique
583,9210 d
Vitesse orbitale moyenne
35,021 km/s
Inclinaison
3,394 71°
Satellites naturels
0
Diamètre équatorial
12 103,7 km
Diamètre polaire
12 103,7 km
Aplatissement
0
surface
4,60 × 108 km²
Volume
9,28 × 1011 km³
Masse
4,8685 × 1024 kg
Masse volumique moyenne
5,204 ×103 kg/m³
Gravité à la surface
8,87 m/s²
Période de rotation
rétrograde : 243,0185 d
Vitesse de rotation
(à l'équateur)
6,52 km/h
Inclinaison de l'axe
2,64°
Albedo
0,65
Vitesse de libération
10,361 km/s
Température à la surface
min
moy
max
228K
737K
773K
445°C à 482°C
Pression atmosphérique
9321,9 kPa
Dioxyde de carbone
96 %
Azote
3 %
Dioxyde de soufre
Vapeur d'eau
Monoxyde de carbone
Argon
Hélium
Néon
Sulfure de carbonyle
Acide chlorhydrique
Acide fluorhydrique
traces

Vénus, une sœur jumelle de la Terre

Vénus a longtemps (jusqu'en 1960 à peu près) été considérée comme la sour jumelle de la Terre. En effet, les deux planètes sont très similaires par certains aspects : Vénus et la Terre partagent de nombreuses caractéristiques physiques et orbitales ; elles sont nées à peu près en même temps dans le même nuage de gaz et de poussière il y a 4,6 milliards d'années ;

Propriétés physiques
Vénus
Terre
Rapport Vénus/Terre
Masse
4,8685 × 1024 kg
5,9736 × 1024 kg
0,815
Rayon équatorial
6 051 km
6 378 km
0,948
Densité moyenne
5,25 g/cm3
5,51 g/cm3
0,952
Distance au Soleil
108 208 926 km
149 597 887 km
0,723
Vitesse orbitale moyenne
35,02 km/s
29,79 km/s
1,175
Pesanteur extérieure équatoriale
8,87 m/s2
9,78 m/s2
0,906

- Vénus et la Terre sont toutes deux des planètes internes ;
- leurs surfaces montrent un terrain diversifié : montagnes, plaines, plateaux élevés, gorges, volcans, arêtes et cratères d'impact ;
- les deux ont peu de cratères, signe d'une surface relativement jeune ;
- elles ont une atmosphère avec des nuages denses ;
- leurs compositions chimiques sont très proches ;
- Vénus est la planète la plus proche de nous...

Du fait de ces similitudes, on a longtemps pensé que, sous ses nuages denses, Vénus pourrait être très proche de la Terre et peut-être même abriter de la vie. Mais Vénus est très différente de la Terre par de nombreux aspects.

Vénus la rétrograde

Vénus tourne autour du Soleil dans le sens direct, comme toutes les autres planètes du système solaire, et la durée de sa révolution est de 224,7 jours. La vitesse de rotation de Vénus est très faible : elle s'effectue en 243 de nos jours (alors qu'il ne faut qu'un jour à la Terre pour effectuer une rotation complète). De plus, cette rotation s'effectue dans le sens rétrograde (à l'envers, par rapport à la Terre et à la plupart des autres planètes). Ainsi, la planète met 243 jours pour tourner sur elle-même contre 224,7 jours pour tourner autour du Soleil : une année vénusienne comprend ainsi un peu moins d'un jour (sidéral) vénusien (0,924 jour exactement) !
Les causes de cette rotation rétrograde sont encore mal comprises. L'explication la plus probable est une collision gigantesque avec un autre corps de grande taille, pendant la phase de formation des planètes. Nous verrons un problème semblable pour Uranus. L'atmosphère vénusienne aurait aussi joué un rôle. Cette rotation rétrograde est très lente, qui conjuguée à la valeur de son année, produit des jours (solaires) bien plus courts que son jour sidéral. Alors qu'ils sont plus longs pour les planètes avec une rotation antérograde, par exemple la Terre a un jour solaire (moyen) de 24h et un jour sidéral de 23h 56min 4,09s. Sur Vénus le jour solaire fait un peu moins de la moitié du jour sidéral : environ 117 jours terrestres (116j 18h). Ce qui fait un peu plus de 2 jours solaires complets en un seul jour sidéral ! Les journées et les nuits vénusiennes s'étendent tout de même sur près de 2 mois terrestres : 58j 9h (terrestres). Bien que l'épaisse atmosphère doive produire des aurores et des crépuscules très progressifs.

L'Atmosphère de Vénus

- La basse atmosphère (lower haze region), entre 0 et 48 km d'altitude, qui est relativement éclairée. Le soleil n'y est visible que sous la forme d'un halo orangé dans les nuages ;

- La couche nuageuse (cloud region), épaisse (près de 37 km). Ces nuages s'étendent entre 31 et 68 km d'altitude (rappelons que nos nuages culminent à 10 km). Cette couche nuageuse opaque réfléchit la lumière solaire, ce qui explique la brillance de Vénus et empêche d'observer directement le sol vénusien depuis la Terre. La couche nuageuse peut se subdiviser en trois autres couches :
1/ la couche inférieure ou basse (lower cloud region), de 31 à 58 km. De 31 à 48 km d'altitude, l'atmosphère est qualifiée de "brumeuse" à cause de la faible quantité de particules d'acide sulfurique qu'elle contient. Ces nuages d'acide sulfurique sont visibles depuis le sol comme des rubans de vapeur jaunis par l'acide qu'ils contiennent. De 48 à 51 km d'altitude, se trouve la couche la plus dense de l'atmosphère vénusienne, où domine principalement de grosses particules de soufre (liquides comme solides) ;
2/ la couche centrale ou principale (middle cloud region) de 51 à 52 km d'altitude, relativement claire ;
3/ la couche supérieure ou haute (upper cloud region), de 52 à 68 km d'altitude. De 52 à 58 km d'altitude, elle consiste notamment en des gouttelettes d'acides sulfuriques et chlorhydrique ainsi que des particules de soufre (liquides comme solides. Les gouttelettes d'acide sulfurique sont en solution aqueuse, constituées à 75 % d'acide sulfurique et à 25 % d'eau. Enfin, la plus haute partie de la couche supérieure, de 58 à 68 km d'altitude, consisterait en une brume de cristaux de glace ou de vapeur d'eau. Ce sont ces cristaux de glace qui donnent à Vénus son apparence si "laiteuse" depuis la Terre ;

- La haute atmosphère (upper haze region), entre 68 et 90 km d'altitude, qui est tout à fait claire. La couche supérieure ou haute (upper cloud region), de 52 à 68 km d'altitude. De 52 à 58 km d'altitude, elle consiste notamment en des gouttelettes d'acides sulfuriques et chlorhydrique ainsi que des particules de soufre (liquides comme solides. Les gouttelettes d'acide sulfurique sont en solution aqueuse, constituées à 75 % d'acide sulfurique et à 25 % d'eau. Enfin, la plus haute partie de la couche supérieure, de 58 à 68 km d'altitude, consisterait en une brume de cristaux de glace ou de vapeur d'eau. Ce sont ces cristaux de glace qui donnent à Vénus son apparence si "laiteuse" depuis la Terre.

La composition atmosphérique de Vénus

La composition atmosphérique de Vénus varie suivant la basse atmosphère, la couche nuageuse et la haute atmosphère : la composition de la basse atmosphère, plus hétérogène, est décrite dans le tableau qui suit. Le dioxyde de carbone y domine tout de même.

Élément ou molécule
Pourcentage dans la basse atmosphère (en dessous des nuages)
Dioxyde de carbone
96,5 %
Diazote
moins de 3,5 %
Dioxyde de soufre
0,00015 %
Argon
0,00007 %
Vapeur d'eau
0,00002 %
Monoxyde de carbone
0,000017 %
Hélium
0,000012 %
Dioxygène
0,00001 %
Néon
0,000007 %

- La couche nuageuse, nous l'avons vu plus haut, présente notamment du dioxyde de soufre et de l'eau (à l'état solide comme gazeux) ainsi que de l'acide sulfurique à l'état liquide. Le dioxyde de carbone y domine toujours ;
- la composition de la haute atmosphère consiste principalement en une molécule : le dioxyde de carbone, qui y est majoritaire à plus de 96 %. On y trouve aussi des traces de diazote et de monoxyde de carbone.
- Il n'y a que peu d'ozone présente dans l'atmosphère vénusienne et donc aucune stratosphère.
- De même, la thermosphère y est beaucoup plus froide que sur la Terre : le dioxygène étant quasiment absent, l'ultraviolet solaire n'est donc pas absorbé dans cette couche.

Le Climat Infernal sur Vénus

De l'eau sur Vénus

De même que la Terre, Vénus possédait autrefois de grandes quantités d'eau (on parle d'océans) ; cependant celles-ci se sont complètement évaporées du fait de la proximité de Vénus par rapport au Soleil (Vénus est 1,38 fois plus proche du Soleil que la Terre) et reçoit ainsi presque 2 fois (1,91) le flux énergétique reçu par la Terre. La vapeur d'eau, un agent de l'effet de serre extrêmement actif (elle contribue pour 25 % à l'effet de serre vénusien), a fait s'emballer le climat vénusien (voir plus bas). Maintenant, le climat de Vénus est très sec.
La Terre aurait pu subir exactement le même sort que Vénus si elle avait été plus proche du Soleil de seulement un dixième de sa distance actuelle (soit environ 15 millions de km). Inversement, si Vénus avait évolué sur l'orbite de la Terre, alors elle aurait certainement, comme notre planète, accueilli la vie.
Nous pouvons apprendre beaucoup sur la Terre en étudiant pourquoi sa sour jumelle Vénus a évolué si différemment. En effet, comprendre cette évolution permettrait de mieux cerner le réchauffement climatique terrestre, et c'est un objectif des plus importants dans l'exploration de cette planète. Ce qui est le but principal de l'actuelle mission de la sonde de l'ESA Vénus Express.

La pression atmosphérique

La pression atmosphérique à la surface de Vénus est d'environ 90 atmosphères terrestres. Elle est en fait équivalente à la pression qui règne à près d'1 km de profondeur dans les océans !
Cette pression monumentale est la conséquence de l'extrême effet de serre qui a desséché toute la planète et empêche ainsi la formation des carbonates, qui sur Terre retiennent une quantité équivalente de CO2 dans sa croûte. Ce qui explique l'omniprésence du dioxyde de carbone dans l'atmosphère vénusienne.

La température

D'après le tableau qui suit, on remarque tout de suite que la température à la surface de Venus est très élevée et ne varie que très peu (voir super-rotation pour l'explication).

 
Température en surface (°C)
Température en surface (K)
Température radiative apparente (depuis l'espace)
- 43 °C
230 K
Surcroît de température dû à l'effet de serre
+ 505 °C
+ 505 K
Température moyenne (au sol)
464 °C
737 K
Température maximale
482 °C
755 K
Température minimale
446 °C
719 K

Ces températures incroyables ne résultent pas directement de la proximité du soleil : en fait, l'épaisse couche nuageuse vénusienne réfléchit près de 65 % de la lumière incidente (lumière provenant du soleil) ! Ainsi, le flux net d'énergie solaire au niveau du sol est inférieur à celui reçu par la Terre (voir tableau).

 
Vénus
Terre
Constante solaire
2620 W/ m2
1367 W/ m2
Flux net d'énergie solaire en surface
367 W/ m2
842 W/ m2

Cette température exceptionnelle est en fait la conséquence d'un effet de serre résultant non pas du dioxyde de carbone comme on pourrait d'abord le penser, mais bien des constituants en très faibles quantités dans l'atmosphère tels que le dioxyde de soufre et la vapeur d'eau. La faible partie du rayonnement solaire (dont l'intensité est maximale vers 500 nm - domaine visible) qui atteint le sol après avoir traversé la couche nuageuse est réémise dans le domaine infrarouge. Or le domaine infrarouge correspondant au maximum d'émission thermique pour un corps à la température de la surface et de la basse atmosphère de Vénus ne peut être piégé efficacement par le dioxyde de carbone, qui présente des fenêtres de transmission trop larges. Par contre, le dioxyde de soufre et la vapeur d'eau (vapeur d'eau qui s'était évaporée à cause de la proximité de Vénus par rapport au Soleil, voir plus haut), bien qu'en très faibles quantités, absorbent bien les radiations dans ce domaine de longueurs d'onde, de même que les fines particules d'acide sulfurique qui constituent les nuages.

L'effet de serre dû à l'atmosphère vénusienne est ainsi de près de 505°C contre seulement 33°C pour la Terre ! C'est pourquoi la surface vénusienne est actuellement plus chaude que celle de Mercure, bien que Vénus soit presque deux fois (1,869) plus éloignée du Soleil que Mercure.

Des pluies qui n'atteignent jamais le sol

à titre d'anecdote, il faut savoir que les fréquentes pluies vénusiennes d'acide sulfurique n'atteignent jamais le sol. Parties entre 48 et 58 km d'altitude (donc de la couche nuageuse), ces gouttes d'acide, arrivées à environ 30 km d'altitude, vont rencontrer des températures telles qu'elles finissent par s'évaporer. Les gaz issus de l'évaporation remontent alors pour former un nouveau nuage. Contrairement à ce que l'on pense, les pluies d'acide de Vénus ne sont donc pas un facteur majeur d'érosion de la planète.

En effet, l'acide sulfurique (solution aqueuse de sulfate d'hydrogène) s'évapore vers 300°C ; mais vers cette température il se décompose en eau et en dioxyde de soufre. Ce sont ces gaz qui sont produits par les gouttes au dessus de 300°C, donc bien avant d'arriver au sol.

La super-rotation de l'atmosphère vénusienne

La couche nuageuse vénusienne effectue une rotation complète (le tour de la planète) en 4,2 jours. Ce mouvement de convection naturelle, qui s'effectue d'est en ouest, est appelé super-rotation. Le mouvement de super-rotation s'amorce vers 10 km d'altitude, puis s'amplifie régulièrement jusqu'à 65 km, où les vents à l'équateur atteignent des vitesses de l'ordre de 540 km/h ! à partir de là, la vitesse des vents décroît pour s'annuler vers 95 km.
L'atmosphère de Vénus (en tout cas la couche nuageuse) tourne donc plus de cinquante fois plus vite que le sol. Cette super-rotation a probablement influé la rotation (rétrograde?) de Vénus. En effet, la masse atmosphérique de Vénus est de l'ordre du dix-millième de la masse de la planète. Il y aurait eu un échange de vitesse entre le planète et son atmosphère pour conserver le moment cinétique total.
Ainsi, contrairement à ce que l'on pourrait penser, la température est quasiment constante et uniforme à la surface de toute la planète (sur la face éclairée comme sur la face cachée), assurée par les vents qui balayent toute la planète et permettent une répartition uniforme de la chaleur. Ceci explique donc le si faible écart entre les températures observables. Ainsi, pendant les nuits vénusiennes d'environ 58 jours, la température diminue très peu. Si la température de surface vénusienne varie très peu, il n'en est pas de même en altitude, où l'atmosphère est beaucoup plus légère : à 100 km, la température varie quand même de +27°C le jour à -143°C la nuit.
Au niveau de la surface par contre, les vents sont quasi nuls et ne dépassent pas les quelques km/h. Ils sont néanmoins responsables, tout comme la composition corrosive de l'atmosphère, d'une certaine érosion (pouvoir d'érosion d'une rivière).

L'activité orageuse sur Vénus

Le ciel vénusien serait zébré d'éclairs rouges (jusqu'à 25 par seconde). La sonde Pioneer-Venus y a même enregistré le grondement quasiment permanent du tonnerre, grondement constant causé par une atmosphère vénusienne très dense et qui augmente donc la propagation du son.
Lorsque la sonde Cassini-Huygens a survolé à deux reprises Vénus avant de partir pour Saturne, on enregistra toutes les émissions provenant de Vénus afin de déceler d'éventuelles décharges électriques. Mais absolument rien ne fut détecté. Trois hypothèses sont actuellement admises : soit il n'y a finalement pas d'éclairs d'orage dans l'atmosphère de Vénus, soit ils sont cent fois plus faibles que sur Terre (et n'ont donc pas pu être enregistrés), soit ils sont extrêmement rares et ne se sont pas produits lors des survols de la sonde.
Les scientifiques déclarent que l'absence d'éclair n'est pas une surprise. En effet, les décharges électriques sont créées par des mouvements verticaux des masses nuageuses. Or l'on a vu plus haut que la circulation atmosphérique vénusienne s'effectue surtout de façon horizontale.

Structure interne de Vénus

Vénus présente une structure interne semblable à celle de la Terre : croûte, manteau et noyau. Vénus ressemble à la Terre de par sa taille (6 051 km de rayon contre 6 378 km pour la Terre) et de par sa densité (5,26 contre 5,52). C'est pourquoi on en a déduit que les deux planètes ont une structure interne comparable.

La croûte, de 20 km d'épaisseur environ, serait plus épaisse que la croûte océanique terrestre (moyenne de 6 km), mais plus fine que notre croûte continentale (moyenne de 30 km). La taille de la croûte vénusienne a été déduite des nombreux épanchements de lave constatés autour des cratères d'impact. Cette croûte ne représenterait que 0,34 % du rayon de la planète et les analyses faites par les différentes sondes Venera ont prouvé que le matériau extérieur de Vénus est semblable au granit et au basalte terrestre (roches silicatées et de métaux). Le système de plaques continentales y serait moins complexe que sur Terre : les roches plus plastiques absorbent fortement les effets de la dérive des continents.
Vénus posséderait un manteau représentant environ 52,66 % du rayon de la planète, composé essentiellement de silicates et d'oxydes de métaux.
Le noyau de Vénus est constitué de deux parties : un noyau externe constitué de fer et de nickel liquides qui représenterait environ 30 % du rayon de la planète ; un noyau interne composé de fer et de nickel solides qui représenterait environ 17 % du rayon de Vénus.

Le volcanisme sur Vénus

De nombreuses manifestations comme des points chauds montrent qu'il est encore actif. Un épisode généralisé aurait eu lieu il y a 600 Ma.

C.S.M. - PLANÈTE GAÏA > Juin > 2008

Des Volcans Actifs observés sur Vénus

Des coulées de lave récentes à la surface de Vénus !

C'est ce que le spectromètre infrarouge de la sonde vénus Express, lancée par l'Agence spatiale européenne en 2005, vient d'observer, apportant la preuve très attendue d'un volcanisme actif sur cette cousine de la Terre.

La chaleur dégagée par quelques points chauds témoigne d'éruptions qui datent d'entre 250.000 ans et 2,5 millions d'années seulement. Une broutille à l'échelle géologique.

S.A. - SCIENCE & VIE > Juin > 2010
 

   
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