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Nouvelles hypothèses sur la surface de Vénus // New hypotheses on the surface of Venus

Dans une note rédigée le 29 novembre 2022, j’expliquais que, selon une étude publiée dans le Planetary Science Journal au début de l’année 2022, le volcanisme à grande échelle qui a recouvert de lave 80% de la surface de Vénus a probablement été le facteur décisif qui a fait passer la planète d’un monde humide et doux à une atmosphère sulfurique irrespirable. La température de surface sur Vénus est d’environ 464 degrés Celsius, et il y a une pression de 90 atmosphères sous les nuages de dioxyde de carbone où se mêle l’acide sulfurique.

Une autre étude, également publiée en novembre 2022, confirme qu’il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur Vénus. Les températures élevées et la pression atmosphérique empêchent les sondes de s’approcher de la planète. De plus, l’épaisseur de atmosphère ne permet guère de l’observer depuis l’orbite. Afin de pallier ces difficultés, des chercheurs ont récemment analysé les données fournies par la mission Magellan de la NASA il y a plusieurs décennies afin d’obtenir plus d’informations sur les étranges processus géologiques qui font se renouveler la surface de la planète.
Les chercheurs se sont toujours demandé comment Vénus libère sa chaleur, car, contrairement à la Terre, la planète n’a pas de plaques tectoniques. En examinant les données de la mission Magellan, les scientifiques ont découvert que la lithosphère – la couche externe de la surface de Vénus – était probablement beaucoup plus mince qu’on ne le pensait auparavant et pourrait ainsi laisser échapper la chaleur émise par le noyau interne de la planète. Ce sont ces zones de moindre épaisseur de la lithosphère vénusienne qui permettraient à des quantités importantes de chaleur de s’échapper, de la même façon que dans les zones où de nouvelles plaques tectoniques se forment sur le plancher océanique sur Terre.
Les chercheurs ont examiné des images de formations géologiques rondes ou coronae détectées par la mission Magellan à la surface de la planète. En exogéologie, une corona est une formation circulaire à ovoïde, marquée extérieurement par de nombreuses failles. En examinant la hauteur de ces failles, les scientifiques ont pu avoir une idée de l’épaisseur de la lithosphère dans ces régions. Ils ont découvert qu’elle était de seulement 11 kilomètres.
Ces observations pourraient permettre d’expliquer pourquoi la surface de Vénus semble si jeune. En effet, elle ne présente pas les nombreux anciens cratères d’impact que l’on observe en général sur une planète de son âge. Il y a eu beaucoup d’activité volcanique sur Vénus dans le passé et il se pourrait que cette activité continue aujourd’hui. Une théorie est que toutes les quelques centaines de millions d’années, toute la surface de la planète fond et se reforme lors d’énormes événements de « resurfaçage » qui expliqueraient pourquoi Vénus semble être jeune. La minceur de la lithosphère permettrait à la chaleur de circuler et d’atteindre la surface de la planète.
De telles recherches sur une planète où les humains ne mettront jamais les pieds pourraient sembler inutiles. Malgré tout, Vénus ouvre une fenêtre sur le passé et pourrait nous permettre de mieux comprendre à quoi ressemblait la Terre il y a plus de 2,5 milliards d’années, avant qu’apparaissent les plaques tectoniques.
Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

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In a post published on November 29th, 2022, I explained that, according to a study published in the Planetary Science Journal early in 2022, the massive global volcanism that covered 80% of Venus’ surface in lava may have been the deciding factor that transformed Venus from a wet and mild world into the suffocating, sulfuric planet that it is today. The surface temperature on Venus is about 464 degrees Celsius, and there is a pressure of 90 atmospheres underneath the dense clouds of carbon dioxide laced with sulfuric acid.

Another study, also released in November 2022 confirms that there is a lot we still don’t know about Venus. Its high temperatures and atmospheric pressure make it difficult to send probes onto the planet. Moreover, its thick atmosphere makes it difficult to observe from orbit. In order to compensate for these difficulties, researchers have recently dug through data from a decades-old NASA mission to learn about the strange geological processes which renew the planet’s surface.

One of the open questions about Venus is how it loses its heat, as, unlike Earth, Venus does not have tectonic plates. By looking at data from the Magellan mission, researchers discovered that the lithosphere – the outer layer of Venus’ surface – may be considerably thinner than previously thought and could let heat escape from the planet’s hot core. These regions of thin lithosphere appear to be allowing significant amounts of heat to escape, similar to areas where new tectonic plates form on Earth’s seafloor.

The researchers looked at images of round features – coronae – which Magellan saw on the planet’s surface, and by looking at the depths of ridges around them they could estimate the thickness of the lithosphere in these regions. They found that the lithosphere around these features was as thin as 11 kilometers deep.

This could help to explain why the surface of Venus looks so young. Indeed, it lacks the many old impact craters one expects to see on a planet of its age. There was a lot of volcanic activity in Venus’s past and there could still be volcanic activity today. One theory is that every few hundred million years the entire surface of the planet is melted and reformed in huge events called ‘resurfacings’ that would explain why Venus appears to be young. The thinness of the lithosphere allowing heat to flow through it supports that idea.

Such research about a planet where humans will never set foot on might look pointless. What is interesting is that Venus provides a window into the past to help us better understand how Earth may have looked over 2.5 billion years ago. It is in a state that might have occurred before a planet forms tectonic plates.

Sources : Planetary Science Journal, Nature Geoscience.

Image composite de Vénus réalisée à partir des données fournies par les sondes Magellan et Pioneer Venus Orbiter (Source: NASA)

Reconstitution en trois dimensions du Maat Mons, l’un des principaux volcans sur Vénus avec ses quelque 8 km de hauteur (Source: NASA)

Les volcans et l’atmosphère infernale de Vénus // Volcanoes and Venus’ hellish atmosphere

Selon une étude publiée dans le Planetary Science Journal au début de l’année 2022, le volcanisme à grande échelle qui a recouvert de lave 80% de la surface de Vénus a probablement été le facteur décisif qui a fait passer la planète d’un monde humide et doux à une atmosphère sulfurique irrespirable.
La température de surface sur Vénus est d’environ 464 degrés Celsius, et il y a une pression de 90 atmosphères sous les nuages de dioxyde de carbone où se mêle l’acide sulfurique. Souvent considérée comme la « jumelle maléfique » de la Terre, Vénus est victime d’un effet de serre incontrôlable, probablement amplifié par la proximité de la planète avec le Soleil, ce qui signifie qu’elle reçoit plus de chaleur.
Cependant, il y a de plus en plus de preuves que Vénus a probablement été autrefois – et plus récemment qu’on le pense – un monde tempéré assez semblable à celui que nous connaissons sur Terre. Ce sont les scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland qui ont développé cette nouvelle approche de Vénus. Dans leur dernier article, ils affirment que c’est probablement le volcanisme de Vénus qui a chamboulé l’atmosphère de la planète en y envoyant de grandes quantités de dioxyde de carbone.
Dans les années 1990, le vaisseau spatial Magellan de la NASA a cartographié la surface de Vénus, invisible autrement car elle est obscurcie par l’atmosphère dense de la planète. La mission a découvert qu’une grande partie de la surface était recouverte de basalte d’origine volcanique. C’est le résultat de dizaines de milliers, voire de centaines de milliers d’années d’un volcanisme intense qui s’est produit à un moment donné au cours du dernier milliard d’années. En particulier, plusieurs de ces éruptions sont survenues en l’espace d’un million d’années, et chacune a recouvert de lave des centaines de milliers de kilomètres carrés. Ces éruptions ont probablement envahi l’atmosphère de Vénus d’une telle quantité de dioxyde de carbone qu’elle n’a pas pu l’absorber. Les océans existants se sont évaporés, ce qui a ajouté de l’humidité à l’atmosphère, et comme la vapeur d’eau est aussi un gaz à effet de serre, cela a accéléré l’effet de serre existant. Au fil du temps, l’eau s’est perdue dans l’espace, mais le dioxyde de carbone est resté et a donné naissance au monde inhospitalier qui existe aujourd’hui.
La fréquence à laquelle des événements volcaniques de grande ampleur se sont produits sur Terre, avec la formation de grandes provinces ignées, signifie que plusieurs de ces événements ont pu se produire sur Vénus en l’espace d’un million d’années. La Terre elle-même a connu des événements similaires, avec des « super-éruptions » qui ont entraîné des événements d’extinction de masse au cours des derniers 500 millions d’années. Par exemple, l’extinction massive de l’ère du Dévonien supérieur il y a 370 millions d’années a été attribuée par certains au super-volcanisme dans ce qui est aujourd’hui la Russie et la Sibérie, en même temps qu’à une autre éruption majeure en Australie. L’extinction massive du Trias-Jurassique est largement imputée à la formation de la plus grande des provinces ignées sur Terre, la Province Magmatique de l’Atlantique Central, il y a 200 millions d’années. Même la mort des dinosaures il y a 65 millions d’années peut avoir été causée à la fois par un astéroïde et par une super éruption dans les Trapps du Deccan en Inde.
Pour des raisons encore inconnues, des événements volcaniques semblables sur Vénus ont été beaucoup plus répandus et ont provoqué un effet de serre qui a transformé la planète. Dans le même temps sur Terre, le cycle carbone-silicate qui joue le rôle de thermostat naturel de la planète, avec échange du dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre entre le manteau et l’atmosphère pendant des millions d’années, a pu empêcher la Terre de devenir comme Vénus.
Deux futures missions de la NASA tenteront de répondre à certaines questions : la mission DAVINCI visant à étudier les gaz sur Vénus, sera suivie de VERITAS – Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy – au début des années 2030. La mission EnVision de l’Agence Spatiale Européenne devrait débuter dans les années 2030, tandis que la Chine a proposé une possible mission VOICE qui atteindrait Vénus en 2027 pour étudier l’atmosphère et la géologie de la planète. L’un des principaux objectifs de DAVINCI est d’étudier l’histoire de l’eau sur Vénus ainsi que le moment où elle a pu disparaître. Cela fournira un aperçu de la façon dont le climat de Vénus a changé au fil du temps.
Source : Space.com.

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According to a study published in the Planetary Science Journal early in 2022, massive global volcanism that covered 80% of Venus’ surface in lava may have been the deciding factor that transformed Venus from a wet and mild world into the suffocating, sulfuric planet that it is today.

The surface temperature on Venus is about 464 degrees Celsius, and there is a pressure of 90 atmospheres underneath the dense clouds of carbon dioxide laced with sulfuric acid. Often decried as Earth’s « evil twin, » Venus is a victim of a runaway greenhouse effect, probably amplified by Venus’ proximity with the Sun, which means it is receiving more heat.

However, there is growing evidence that Venus could have once been a temperate world somewhat similar to Earth, perhaps more recently than expected.

Scientists at NASA’s Goddard Space Flight Center in Maryland, have developed this new vision of Venus. In their latest paper, they argue that Venus’ volcanism could have ultimately been what pushed the planet over the edge by sending vast amounts of carbon dioxide billowing into Venus’ atmosphere.

In the 1990s, NASA’s Magellan spacecraft mapped the surface of Venus, which is otherwise obscured by the planet’s dense atmosphere, and found that much of the surface was covered in volcanic basalt rock. This is the result of tens of thousands, if not hundreds of thousands of years’ worth of massive volcanism that occurred at some point in the past billion years. In particular, several of these events coming in the space of a million years, and each covering hundreds of thousands of square kilometers in lava, could have endowed Venus’ atmosphere with so much carbon dioxide that the climate was unable to cope. Existing oceans boiled away, adding moisture to the atmosphere, and because water vapour is also a greenhouse gas, it accelerated the greenhouse effect. Over time, the water was lost to space, but the carbon dioxide, and the inhospitable world, remained.

The frequency with which massive volcanic events forming large igneous provinces have occurred on Earth implies that it is likely that several such events could have occurred on Venus within a million years. Earth itself has had some similar events, with « super-volcanoes » which have been connected to numerous mass-extinction events over the past half-a-billion years. For example, the Late Devonian era mass extinction 370 million years ago has been attributed by some to super-volcanism in what is now Russia and Siberia, as well as to a separate super-volcanic eruption in Australia. The Triassic–Jurassic mass extinction is widely blamed on the formation of the biggest of Earth’s large igneous provinces, the Central Atlantic Magmatic Province, 200 million years ago. Even the death of the dinosaurs 65 million years ago may have been caused both by an asteroid strike and super-volcanism in the Deccan Traps in India.

For unknown reasons, similar volcanic events on Venus were much more widespread and instigated a runaway greenhouse effect that transformed the planet. Meanwhile on Earth, the carbon-silicate cycle that acts as the planet’s natural thermostat, exchanging carbon dioxide and other greenhouse gases between the mantle and the atmosphere over millions of years, was able to prevent Earth from following the same path as Venus.

Two future NASA missions will endeavour to answer some of these questions. the DAVINCI mission aimed at studying gases on Venus, will be followed by VERITAS – Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy – in the early 2030s. The European Space Agency’s EnVision mission also targets launch sometime in the 2030s, while China has proposed a possible mission called VOICE that would reach Venus in 2027 to study the planet’s atmosphere and geology. A primary goal of DAVINCI is to narrow down the history of water on Venus and when it may have disappeared, providing more insight into how Venus’ climate has changed over time.

Source: Space.com.

Image composite de Vénus réalisée à partir des données fournies par les sondes Magellan et Pioneer Venus Orbiter (Source: NASA)

Reconstitution en trois dimensions du Maat Mons, l’un des principaux volcans sur Vénus avec ses quelque 8 km de hauteur (Source: NASA)

Des volcans actifs sur Vénus ! // Active volcanoes on Venus!

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Geoscience le 20 juillet 2020 des chercheurs ont identifié 37 structures volcaniques récemment actives sur la planète Vénus. L’étude fournit de bonnes preuves démontrant que Vénus est une planète géologiquement active. Cela va à l’encontre de l’idée largement répandue jusqu ‘à présent selon laquelle Vénus serait inactive d’un point de vue géologique car elle ne dispose pas de tectonique des plaques comme c’est le cas sur Terre.
Les recherches ont été menées par des scientifiques de l’Université du Maryland et de l’Institut de géophysique de l’ETH de Zurich en Suisse. Les auteurs de l’étude expliquent que « c’est la première fois [qu’ils] sont capables de désigner des structures spécifiques et de dire : Regardez, il s’agit certes d’un volcanisme ancien mais qui est bien actif aujourd’hui ; il est peut-être en sommeil, mais il n’est pas mort. « 

Les scientifiques savent depuis pas mal de temps que Vénus a une surface plus jeune que d’autres planètes comme Mars et Mercure dont l’intérieur est froid. Les preuves de chaleur interne et d’activité géologique sont visibles à la surface de Vénus sous forme de structures annulaires baptisées coronae qui se créent lorsque des panaches de matière chaude s’élèvent à travers le manteau et la croûte avant de percer la surface, de la même façon que se sont formées les îles volcaniques de l’archipel hawaïen.
Jusqu’à présent, on pensait que les coronae sur Vénus étaient probablement des signes d’activité ancienne et que Vénus s’était suffisamment refroidie pour empêcher la matière chaude issue des profondeurs de percer sa surface. De plus, les processus exacts par lesquels les panaches mantelliques ont formé les coronae sur Vénus ont fait l’objet de débats.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé des modèles numériques d’activité thermomécanique sous la surface de Vénus pour créer des simulations 3D haute résolution de la formation des coronae. Leurs simulations fournissent une vue très détaillée de ce processus de formation.
Les résultats des simulations ont permis d’identifier des détails qui ne peuvent être présents que dans les coronae récemment actives. Ils ont pu comparer ces détails à ceux déjà observés à la surface de Vénus par la sonde Magellan de la NASA dans les années 1990. Cette comparaison a révélé qu’une partie de l’évolution des coronae sur la planète représente différentes étapes de leur développement géologique. L’étude fournit la première preuve que les coronae sur Vénus évoluent et que l’intérieur de la planète est donc toujours actif.
La plupart des 37 structures volcaniques actives forment un vaste anneau dans l’hémisphère sud de la planète, avec en particulier une impressionnante couronne baptisée Artemis qui mesure 2 100 km de diamètre. Les résultats de la dernière étude peuvent permettre d’identifier les zones cibles où des instruments pourraient être déposés lors de futures missions sur Vénus, comme la mission européenne EnVision prévue pour 2032.
Source: Presse scientifique internationale.

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 A new study published in the journal Nature Geoscience on July 20th, 2020 has identified 37 recently active volcanic structures on Venus. The study provides some of the best evidence that Venus is still a geologically active planet. This goes against the thought that Venus was essentially dormant geologically because it lacks the plate tectonics that gradually reshape Earth’s surface.

The research was conducted by scientists at the University of Maryland and the Institute of Geophysics at ETH Zurich, Switzerland. The authors say « this is the first time [they] are able to point to specific structures and say ‘Look, this is not an ancient volcano but one that is active today, dormant perhaps, but not dead. »

Scientists have known for some time that Venus has a younger surface than planets like Mars and Mercury, which have cold interiors. Evidence of a warm interior and geologic activity dots the surface of the planet in the form of ring-like structures known as coronae, which form when plumes of hot material rise through the mantle layer and crust. This is similar to the way mantle plumes formed the volcanic Hawaiian archipelago.

Up to now, it was thought that the coronae on Venus were probably signs of ancient activity, and that Venus had cooled enough to prevent deep hot material from piercing its surface. In addition, the exact processes by which mantle plumes formed coronae on Venus has been a matter for debate.

In the new study, the researchers used numerical models of thermo-mechanic activity beneath the surface of Venus to create high-resolution, 3-D simulations of coronae formation. Their simulations provide a very detailed view of the formation process.

The results helped the researchers identify features that are present only in recently active coronae.  They were able to match those features to those already observed on the surface of Venus by NASA’s Magellan spacecraft in the 1990s. This comparison revealed that some of the variation in coronae across the planet represents different stages of geological development. The study provides the first evidence that coronae on Venus are still evolving, indicating that the interior of the planet is still active.

Many of the 37 active volcanic structures reside within in a gigantic ring in the planet’s southern hemisphere, including a colossal corona called Artemis which is 2,100km in diameter. These results may help identify target areas where geologic instruments should be placed on future missions to Venus, such as Europe’s EnVision that is scheduled to launch in 2032.

Source: International scientific press.

De gauche à droite : Mercure, Vénus, la Terre et Mars (Source : Wikipedia)

Des volcans jeunes sur Vénus? // Young volcanoes on Venus ?

Je n’arrive pas à comprendre pourquoi nous sommes si impatients de trouver des volcans potentiellement actifs sur d’autres planètes alors que nous en savons si peu sur ceux qui existent sur Terre. Nous savons à peine prévoir les éruptions et pas du tout les séismes et nous nous acharnons à étudier le comportement des volcans sur des planètes sur lesquelles nous ne mettrons probablement jamais les pieds!
En lisant le site web space.com, nous apprenons qu’il se pourrait bien que Vénus héberge des volcans potentiellement actifs car des éruptions ont peut-être eu lieu il y a quelques années. C’est la conclusion d’une étude récente publiée dans la revue Science Advances.
Certains signes montrent que Vénus pourrait posséder des volcans actifs. Les scientifiques ont en effet détecté des traces de gaz sulfureux dans son atmosphère. De plus, en analysant en 2010 les données fournies par la sonde Venus Express de l’ESA, ils ont découvert que certaines coulées de lave sur Vénus sont âgées de moins de 2,5 millions d’années, et peut-être même moins de 250 000 ans. Ils ont trouvé des émissions inhabituellement élevées de lumière visible dans le proche infrarouge sur un certain nombre de sites sur Vénus. En théorie, on devrait détecter des émissions plus faibles de cette lumière sur les surfaces les plus anciennes suite à leur longue exposition à l’atmosphère chaude et caustique de Vénus. Les chercheurs ont donc conclu que ces zones d’émissions plus élevées de lumière visible dans le proche infrarouge étaient liées à des coulées de lave récentes. Cependant, leur âge exact reste incertain. En effet, nous ne savons pas à quelle vitesse les roches volcaniques s’altèrent au contact de l’atmosphère très agressive de Vénus et comment ces modifications interagissent avec les émissions de lumière visible dans le proche infrarouge.
Pour voir si les coulées de lave sur Vénus sont récentes, les scientifiques ont fait des expériences avec des cristaux d’olivine. Ils ont chauffé l’olivine dans les conditions d’atmosphère terrestre à l’intérieur d’un four à 900°C maximum pendant un mois. Ils ont découvert que l’olivine se recouvre en quelques jours d’une couche composée essentiellement d’hématite d’un noir rougeâtre rendant certaines caractéristiques de l’olivine plus difficiles à détecter.
Étant donné que le Venus Express de l’ESA – qui a tourné autour de Vénus de 2006 à 2014 – a été capable de détecter des signes réels d’olivine, les dernières expériences laissent supposer que cette olivine provenait d’éruptions volcaniques récentes, sinon, les réactions chimiques avec l’atmosphère de Vénus l’auraient obscurcie.
Les scientifiques poursuivront leurs recherches avec d’autres minéraux volcaniques , mais cette fois dans des conditions semblables à l’atmosphère de Vénus qui est riche en soufre et dioxyde de carbone.
Source: Space.com.

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 I fail to understand why we are so eager to find possibly active volcanoes on other planets while we know so little about volcanoes on Earth. We are not able to predict eruptions or earthquakes and we insist on studying the behaviour of volcanoes on planets we will probably never set foot on!

Reading the website space.com, we learn that Venus may still harbour active volcanoes, with eruptions taking place as recently as a few years ago. This is the conclusion of a new study published in the journal Science Advances.

There are indeed indications that Venus might harbour active volcanoes. Scientists have detected traces of sulphurous gases in its atmosphere. In addition,  researchers analyzing data from ESA’s Venus Express probe in 2010 discovered that some of the lava flows on Venus are less than 2.5 million years old, and possibly even less than 250,000 years old. They found unusually high emissions of visible to near-infrared light from a number of sites on Venus. Surface regions that are old are expected to have lower emissions of such light after long exposure to weathering from Venus’ hot, caustic atmosphere, so these patches of higher emissions were linked to recent lava flows. However, their exact ages remain uncertain. This is because we do not know how quickly volcanic rocks alter in response to Venus’ harsh atmosphere and how such changes influence emissions of visible to near-infrared light.

To see if lava flows on Venus are recent, scientists experimented with crystals of olivine. They heated olivine along with regular Earth air in a furnace up to 900 degrees Celsius for up to a month. They found olivine became coated within days mostly with the reddish-black mineral hematite, which in turn made certain features of olivine more difficult to detect.

Since ESA’s Venus Express – which orbited Venus from 2006 to 2014 – apparently could detect signs of olivine even from orbit, these new findings suggested that such olivine came from volcanic eruptions recently; otherwise, chemical reactions with Venus’ atmosphere would have obscured it.

The scientists will continue their research with other volcanic minerals baked in air more similar to Venus’ atmosphere which is laden with carbon dioxide and sulphur.

Source: Space.com.

Eruption sur Io, la lune de Jupiter (Source: NASA)