Anciennes données, nouvelle découverte : un volcan actif sur Vénus, repéré pour la première fois
Souvent considérée comme la sœur de la Terre en raison de sa masse et de sa taille similaires, Vénus diffère de notre planète sur un point essentiel : près de 80 % de sa surface est constituée de roches volcaniques. Malgré un passé volcanique évident, seuls des indices d’une activité actuelle ont été découverts, notamment des coulées de lave relativement jeunes et des bouffées de gaz volcaniques dans son atmosphère. Aujourd’hui, des chercheurs ont identifié ce qui ressemble à une éruption survenue il y a 30 ans, capturée dans des images de la sonde spatiale Magellan de la NASA.
Image d’entête : vue en 3D du Maat Mons, la région volcanique étudiée ici, générée par ordinateur à partir des données de la sonde Magellan. (NASA/JPL)
Entre 1990 et 1992, Magellan a cartographié toute la surface de Vénus à l’aide d’un radar à synthèse d’ouverture avec une résolution de 100 à 300 mètres. À la recherche d’un volcanisme actif, Robert Herrick, planétologue à l’université de l’Alaska de Fairbanks (États-Unis), et Scott Hensley, radariste au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, ont examiné l’immense ensemble de données pour repérer les changements de surface dans les zones soupçonnées d’avoir une activité volcanique en cours.
Cette recherche n’avait jamais été effectuée auparavant, car elle nécessite une puissance de calcul et des logiciels qui n’étaient pas disponibles… jusqu’à présent.
Selon Robert Herrick, comparant le logiciel qu’ils utilisent à une version de Google Maps pour planétologues :
En gros, il faut pouvoir charger des ensembles de données de plusieurs centaines de gigaoctets et être capable de faire des panoramiques et des zooms avant et arrière. Ce type de logiciel et de matériel pour quelqu’un qui utilise un ordinateur de bureau n’est apparu qu’au cours de la dernière décennie.
Magellan n’a pas facilité la tâche des chercheurs. La sonde a enregistré les images à partir d’une orbite très elliptique, ce qui se traduit par des résolutions et des angles d’observation variables. Ce manque de cohérence a rendu les processus de recherche automatisés pratiquement inutilisables et il a obligé les chercheurs à rechercher manuellement les changements d’une image à l’autre.
En zoomant sur la surface de Vénus, les scientifiques ont cherché des changements topographiques entre les images acquises à plusieurs mois d’intervalle. Ils ont finalement trouvé une cheminée volcanique qui avait clairement changé de forme sur le versant nord du Maat Mons, le plus grand volcan de Vénus, d’une hauteur totale de 9 kilomètres.
Localisation du Maat Mons sur cette image de Vénus générée par ordinateur à l’aide des données de la sonde Magellan et Pioneer. (NASA/JPL-Caltech)
Sur la première image, l’évent se présente sous la forme d’une fosse circulaire aux parois abruptes d’environ 175 mètres de profondeur et d’une superficie de 2,2 kilomètres carrés. Sur la deuxième image, prise 8 mois après la première, l’évent s’est agrandi et il a pris la forme d’un haricot, avec une surface de 4 kilomètres carrés. Les chercheurs ont également constaté que la cheminée avait été remplie par ce qui semble être un lac de lave.
A partir de l’étude : l’image de gauche montre la région du Maat et de l’Ozza Mons avec les données d’altitude superposées. L’image de droite représente la zone étudiée, avec les images (a) antérieure et (b) postérieure montrant l’agrandissement de l’évent et les possibles coulées de lave. (Herrick & Hensley/ Science)
Une fois que Herrick et Hensley ont repéré les changements dans la fosse, ils ont réalisé des modèles 3D de l’élément afin d’exclure un faux positif causé par les différentes perspectives des différentes images. Ils ont utilisé les positions relatives de plusieurs éléments du paysage pour calculer la topographie autour de la fosse et donner aux images un point de vue directement au-dessus du volcan apparent, ce qui facilite la comparaison des images.
Ils ont également simulé la façon dont l’élément reconstruit apparaîtrait dans les observations radar, révélant qu’aucun changement de perspective ne pouvait expliquer la variation entre les images précédentes et les suivantes, et selon Hensley :
Nous avons conclu que la géométrie de l’imagerie radar ne pouvait en aucun cas expliquer le changement d’imagerie que nous avons observé. Nous croyons fermement que la surface de Vénus a réellement changé.
Les images ont également révélé ce qui semble être un champ de lave récent en aval de la fosse. Malheureusement, la zone n’est pas clairement visible sur la première image en raison de l’angle de la sonde au moment de son acquisition, et les chercheurs indiquent qu’il est donc possible que ce relief existait déjà lors du premier passage.
Pour Paul Byrne, géologue planétaire à l’université Washington de Saint-Louis (États-Unis), même si la lave n’a pas atteint la surface, le changement évident de la forme d’une grande fosse volcanique est la première preuve morphologique d’une activité volcanique ou magmatique en cours sur Vénus, il ajoute :
Il est tout à fait possible que le magma se déplaçant dans le sous-sol aboutisse au même résultat. Pensez en gros à ce qui s’est passé au Kīlauea en 2018, lorsqu’un corps de magma s’est déplacé vers le bas de la pente à l’intérieur du volcan, entrant en éruption près de la base, détruisant des maisons et laissant derrière lui une caldeira sommitale beaucoup plus grande. À mon avis, c’est ce qui s’est passé ici sur Vénus.
Un volcan actif est la pièce manquante du puzzle géologique de Vénus. L’absence de cratères d’impact suggère que la surface est étonnamment jeune. Pendant longtemps, les scientifiques ont supposé que la planète avait subi une sorte de cataclysme il y a environ 500 millions d’années, sous la forme d’un volcanisme intense qui avait rapidement refait surface sur l’ensemble de la planète, qui était ensuite devenue géologiquement inactive.
Mais des théories récentes s’écartent de cette vision d’une Vénus figée. Byrne et d’autres chercheurs ont montré que la surface de Vénus est recouverte de caractéristiques tectoniques : failles, plis et fractures/ fissure qui témoignent de processus en cours, bien que régionaux.
Vénus ne présentant pas de tectonique des plaques, ces processus pourraient être induits par la convection du manteau, qui forme des panaches mantelliques similaires à ceux qui alimentent le volcanisme de point chaud sur Terre, dans des endroits éloignés des bords de plaques, tels que l’Islande et Hawaï.
Précédemment, en février 2023 :
Selon Byrne :
La raison pour laquelle cette découverte est importante est que, bien qu’il existe de nombreuses preuves circonstancielles d’un volcanisme en cours, aucune n’a jamais été démontrée. Parce que cette découverte est la plus proche de la confirmation d’une chose que nous supposons depuis longtemps et que nous avons utilisée pour justifier de nouvelles missions, c’est un événement important.
Pour Lori Glaze, directrice de la division des sciences planétaires de la NASA :
Alors que nous cherchons à comprendre l’histoire et l’avenir de notre propre planète, l’étude de Vénus et la découverte de nouvelles informations sur son évolution peuvent nous aider à comprendre notre propre planète. En outre, plus nous en apprendrons sur les caractéristiques des planètes de notre environnement, y compris Vénus, plus nous pourrons les appliquer à la connaissance des lointaines exoplanètes.
Ces recherches ont été présentées le 15 mars à la 54e Lunar and Planetary Science Conference et l’étude publiée dans Science : Surface changes observed on a Venusian volcano during the Magellan mission. Présentée sur le site du Jet Propulsion Laboratory de la NASA : NASA’s Magellan Data Reveals Volcanic Activity on Venus.