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Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?



  1. #1
    andretou

    Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?


    ------

    Bonjour à tous
    J'avais entendu que Mars n'a plus d'atmosphère parce que les vents solaires l'avaient arrachée...
    Est-ce exact ?
    Mais dans ce cas, pourquoi cela ne s'est-il pas produit aussi avec Vénus qui, comme Mars, ne possède pas de bouclier magnétique ?
    Merci d'avance pour vos réponses

    -----
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

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  4. #2
    Merlin95

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Parceque Mars est antérieur à Vénus ?
    « Il y a 3 sortes de gens au monde : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas. »

  5. #3
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Salut,
    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    J'avais entendu que Mars n'a plus d'atmosphère parce que les vents solaires l'avaient arrachée...
    Est-ce exact ?
    Mais dans ce cas, pourquoi cela ne s'est-il pas produit aussi avec Vénus qui, comme Mars, ne possède pas de bouclier magnétique ?
    La masse de la planete, son éloignement au soleil et la composition de l'atmosphere sont des parametres essentiels dans ce processus, en premiere approche indépendemment du vent solaire.

    Venus a une masse 8x supérieure a Mars, et dans les deux cas, leurs atmospheres sont composées essentiellement de CO2.


    Source: Wiki

    Ce que l'on observe ici, c'est qu'une planete comme Mars peut perdre son azote et son oxygene diatomique alors que Venus peut le conserver.
    Le CO2 peut, sur cette base uniquement, rester sur place dans les deux cas.

    Maintenant, les UV du Soleil peuvent dissocier le CO2 en CO+O. Ces composés peuvent s'echapper de Mars, alors que ce processus est beaucoup plus limité sur Venus (CO n'a pas une masse tres differente de N2 dans le diagramme ci-dessus).

    Venus a une magnétosphere induite au niveau de l'ionosphere qui la protege légerement. Néanmoins, le meme genre de photodissociation a lieu ou H2O devient 2H++O= (et O= devient O+), ces deux ions peuvent etre perdu, ce qui explique le caractere tres anhydre de l'atmosphere venusienne.

    Le seul truc qu'on explique mal sur Venus est l'absence d'argon (0,007%) (alors qu'il est abondant sur Terre (~1%) et sur Mars (~2,5%)). Il est possible que ce soit lie a l'activite volcanique de la planete.

    \T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 05/09/2021 à 05h04.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  6. #4
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Merlin95 Voir le message
    Parceque Mars est antérieur à Vénus ?
    Les planetes se sont toutes formees a la meme epoque. A quelques millions d'annees pres (au pire 10 ou 20 millions d'annees si on compte les evenements tardifs), c'est identique.

    T-K
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  8. #5
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Merci beaucoup Tawahi-Kiwi pour ces réponses.

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Ce que l'on observe ici, c'est qu'une planete comme Mars peut perdre son azote et son oxygene diatomique alors que Venus peut le conserver.
    Je ne comprends bien pas ce schéma, qui semble indiquer que si Mars a effectivement une masse insuffisante pour garder l'azote et le dioxygène, alors la Terre aurait quant à elle une masse insuffisante pour garder la vapeur d'eau (ainsi que l'ammoniaque et le méthane)...
    Pourrais-tu STP préciser ?
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

  9. #6
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Je ne comprends bien pas ce schéma, qui semble indiquer que si Mars a effectivement une masse insuffisante pour garder l'azote et le dioxygène, alors la Terre aurait quant à elle une masse insuffisante pour garder la vapeur d'eau (ainsi que l'ammoniaque et le méthane)...
    Pourrais-tu STP préciser ?
    Pour une meme composition, plus la temperature d'un gaz est elevee, plus la vitesse moyenne des molecules qui le compose est elevee.
    Pour une meme temperature, plus les molecules qui compose ce gaz sont legeres, plus la vitesse est elevee.

    En consequence, il existe une temperature pour tout gaz participant a une atmosphere planetaire ou la vitesse de liberation de la planete est atteinte et la molecule peut s'echapper d'elle-meme dans l'espace. C'est l'echappement thermique.
    https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...sph%C3%A9rique

    Pour utiliser ce diagramme de maniere qualitative, il vaut mieux considerer les lignes qui sont largement au dessus de la planete consideree.

    Pour la Terre, H2, He ne sont pas retenus et s'echappent continuellement. Les autres gaz sont retenus.
    Pour Venus, meme chose (sans compter la dissociation)
    Pour Mars, H2, He, H2O, NH3, CH4.
    O2 et N2 sont retenus pour les trois planetes sur cette base uniquement (Mars parce qu'elle est 100K plus froide que la Terre et Venus).

    Pour la Terre, la magnetosphere arrete une grande partie de la dissociation des molecules lourdes.
    Pour Venus, H2O peut etre dissocie en 2H+O et s'echapper. CO est trop lourd.
    Pour Mars, H2O peut etre dissocie en 2H+O et s'echapper. CO2 peut etre dissocie en CO et s'echapper.

    T-K
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  11. #7
    Anathorn

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Si je peux me permettre, sachant que TK est a des années lumières de mes connaissances sur le sujet (c'est un vrai scientifique de ces questions...), j'introduirais un truc plus juste, à mon sens, en tout cas plus parlant que la masse pour comparer ces planètes.
    Plutôt la gravité de surface.
    Pris brut de coffrage , le X8 de masse ne montre pas la réelle différence d'attraction, et donc de capacité de "rétention" des atmosphères.
    En accélération de surface, ça donne 8.87m/s² contre 3.711 m/s²
    Donc le pouvoir de "rétention gravitationnelle" n'est multiplié que par 2.4 et non par 8, comme pourrait le laisser éventuellement suggérer le "8 fois plus massive".
    Je pense que c'est un truc important à savoir et que c'est pas forcément le cas de tout le monde de considérer cet aspect plus réaliste que celui du "X8".

    joli le schéma et vraiment très bien fait, car ces droites n'en sont pas dans le réel et tout est bien fait pour le rendre lisible !
    Dernière modification par Anathorn ; 05/09/2021 à 12h36.

  12. #8
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Anathorn Voir le message
    j'introduirais un truc plus juste, à mon sens, en tout cas plus parlant que la masse pour comparer ces planètes.
    Plutôt la gravité de surface.
    Tout a fait, d'ailleurs a la reflexion, ce n'est pas la gravite de surface, mais (je m'avance, mais c'est ce qui me semble le plus logique) a la base de l'exosphere ou le libre parcours moyen des particules permet cette perte atmospherique.

    Du coup, ca dependrait de l'epaisseur/structure de l'atmosphere, de la meteo solaire et de l'orientation de la planete. Pas si simple, mais en premiere approche, la gravite de surface donne la meilleure idee.

    T-K
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  13. #9
    Merlin95

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Les planetes se sont toutes formees a la meme epoque. A quelques millions d'annees pres (au pire 10 ou 20 millions d'annees si on compte les evenements tardifs), c'est identique.

    T-K
    Je faisais allusion à çà : https://www.futura-sciences.com/scie...eroides-67338/
    « Il y a 3 sortes de gens au monde : ceux qui savent compter et ceux qui ne savent pas. »

  14. #10
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Pour la Terre, la magnetosphere arrete une grande partie de la dissociation des molecules lourdes.
    Pour Venus, H2O peut etre dissocie en 2H+O et s'echapper. CO est trop lourd.
    Pour Mars, H2O peut etre dissocie en 2H+O et s'echapper. CO2 peut etre dissocie en CO et s'echapper.
    En définitive, si le bouclier magnétique de la Terre venait à disparaître, quelle serait la nouvelle composition de l'atmosphère ?
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

  15. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Salut,

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    En définitive, si le bouclier magnétique de la Terre venait à disparaître, quelle serait la nouvelle composition de l'atmosphère ?
    Il n'y aurait pas beaucoup de changements. Un peu plus d'érosion de l'atmosphère dans la stratosphère, mais pas tant que ça (la gravité terrestre reste assez grande). Et la vie ne serait pas énormément affectée (les plus gros soucis seraient technologiques : perturbation des télécommunications et des lignes haute tension). Et comme la vie entre pour une grande part dans la composition atmosphérique.....

    A très long terme (des millions d'années) il y aurait peut-être plus d'effets mais je serait bien en peine de dire lesquels.

    Mais bon, vu l'état du noyau terrestre, le bouclier magnétique n'est pas près de disparaitre
    Keep it simple stupid

  16. #12
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    En définitive, si le bouclier magnétique de la Terre venait à disparaître, quelle serait la nouvelle composition de l'atmosphère ?
    Comme dit Deedee81, sans doute pas de grands changements. La magnetosphere actuelle favorise la perte de certains ions. O+ par exemple, se perd dans l'espace via la magnetosphere, mais a un taux un a deux ordre de magnitude en dessous de Venus et Mars (la premiere parce qu'il y fait plus chaud, l'autre car la gravite y est moins forte).
    Meme si cette perte etait equivalente a ces deux planetes, la quantite presente sur Terre est telle que cela resterait negligable (tout comme ca l'est sur Venus tant qu'on ne considere pas la vapeur d'eau).
    L'hydrogene est le seul element qui serait perdu de maniere plus massive si la magnetosphere disparait. Mais cette derniere en a encore pour quelques milliards d'annees et on aura d'autres soucis avant que ca n'arrive.

    Le probleme que Deedee81 souleve dans un futur lointain est l'augmentation de luminosite solaire par 10% sur le prochain milliard d'annees.
    Cela implique une evaporation plus importante des oceans, plus d'H2O dans l'atmosphere et une dissociation a haute altitude entrainant la perte de l'hydrogene.
    La perte ne sera pas catastrophique compare a ce qui nous attend 1 milliards d'annees plus tard quand la temperature a la surface de la Terre devrait se rapprocher des 100ºC. A ce stade, la composition de l'atmosphere va certainement completement changer, mais pas pour des raisons de pertes atmospheriques.
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 06/09/2021 à 12h22.
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  18. #13
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Et la vie ne serait pas énormément affectée
    Ah, tu es sûr ? Je suis d'accord pour la vie sous-marine, mais qu'en serait-il de la vie en surface avec les bombardements de particules chargées dues aux tempêtes solaires (que le bouclier magnétique de la Terre nous épargne) ?
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

  19. #14
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Ah, tu es sûr ? Je suis d'accord pour la vie sous-marine, mais qu'en serait-il de la vie en surface avec les bombardements de particules chargées dues aux tempêtes solaires (que le bouclier magnétique de la Terre nous épargne) ?
    Il n'y a pas que le bouclier magnétique, il y a aussi l'atmosphère. C'est une très bonne protection contre les particules chargées (*). Il n'y a actuellement que fort peu de bouclier aux pôles, les lignes de champs étant incurvées, il n'empêche que les esquimaux, les ours blancs, etc.... se portent très bien (heu, en fait non, mais pour une autre raison).

    (*) Et ça se voit bien aux pôles justement, les aurores polaires sont dues au fait que ces particules heurtent les molécules d'air
    Dernière modification par Deedee81 ; 06/09/2021 à 13h41.
    Keep it simple stupid

  20. #15
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Mais s'il n'y avait pas de bouclier magnétique, les ions et les électrons solaires viendraient frapper l'atmosphère de plein fouet ; cela n'aurait-il pas pour conséquence d'expulser dans l'espace les molécules de gaz du fait de l'accroissement de leur énergie cinétique, de sorte que l'atmosphère disparaîtrait progressivement ?
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

  21. #16
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    CORRECTION : l'exemple de Venus apporte une réponse partielle à ma question précédente...

    Mais s'il n'y avait pas de bouclier magnétique, les ions et les électrons solaires viendraient frapper l'atmosphère de plein fouet ; cela n'aurait-il pas pour conséquence d'expulser dans l'espace les molécules d'oxygène du fait de l'accroissement de leur énergie cinétique ?
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

  22. #17
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Mais s'il n'y avait pas de bouclier magnétique, les ions et les électrons solaires viendraient frapper l'atmosphère de plein fouet ; cela n'aurait-il pas pour conséquence d'expulser dans l'espace les molécules d'oxygène du fait de l'accroissement de leur énergie cinétique ?
    Un peu mais les messages 11 et 12 y répondaient déjà.
    Keep it simple stupid

  23. #18
    andretou

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Concernant le rôle du champ magnétique terrestre sur l'état de l'atmosphère et sur la vie, il semblerait que l'Institut de Physique du Globe de Paris ait un avis différent :
    La magnétosphère, créée par le champ magnétique terrestre, a joué un rôle essentiel pour le développement de la vie sur la Terre en déviant les particules de haute énergie du vent solaire et des rayons cosmiques. Ceci a permis à l’atmosphère terrestre de se maintenir au cours du temps, contrairement à ce qui s’est passé sur Mars, où en l’absence d’un champ magnétique important, le vent solaire a arraché à son passage une grande partie de l’atmosphère de cette planète. Le bouclier fourni par la magnétosphère terrestre a ansi réduit le flux de rayonnement à haute énergie qui arrive jusqu’au sol, permettant le maintien de la vie sur Terre.
    La grossièreté et l'invective sont les armes préférées d'une pensée impuissante.

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  25. #19
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    CORRECTION : l'exemple de Venus apporte une réponse partielle à ma question précédente...

    Mais s'il n'y avait pas de bouclier magnétique, les ions et les électrons solaires viendraient frapper l'atmosphère de plein fouet ; cela n'aurait-il pas pour conséquence d'expulser dans l'espace les molécules d'oxygène du fait de l'accroissement de leur énergie cinétique ?
    Pas les molecules d'oxygene; mais davantage d'ions d'oxygene et d'azote peuvent etre formes et etre expulses. Apres, est-ce significatif compte-tenu de la masse de l'atmosphere terrestre, ca reste a voir. Il y a des etudes recentes qui montrent qu'une approximation lineaire Mars-Terre (du point de vue magnetique) impliquerait que la perte en ions d'oxygene augmenterait par trois ordres de grandeur. Mais ce n'est pas si simple (en gros, la reponse n'est pas lineaire) car l'absence de champ magnetique peut aider ses ions formes a rester sur place (et ne pas se deplacer le long des lignes de champ pour finir par s'echapper) et c'est un peu ce qui se passe sur Venus (Lingam & Loeb, 2019).

    Par contre, l'absence de champ magnetique permet a ces rayons ionisants de penetrer plus profondement dans l'atmosphere, degradant considerablement l'ozone stratospherique et permettant la formation d'oxydes d'azote; des choses qui ne sont pas particulierement positives pour la vie terrestre.
    L'effet direct au sol est beaucoup plus modeste, en accord avec ce qui se passe (ou plutot ce qui ne se passe pas) lors des inversions magnetiques (Glassmeier & Vogt, 2010)

    La plupart des articles grand public concernant le role de la magnetosphere terrestre sur l'atmosphere ont une tendance a faire une comparaison avec Mars. Mais compte-tenu de la figure que j'ai montre au message #3, ce n'est pas le meilleur cas de comparaison. Venus est bien plus appropriee, et tout de suite, la reponse est beaucoup plus complexe que ce que l'on peut exprimer en quelques lignes de texte.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 07/09/2021 à 05h22.
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  26. #20
    Geb

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Le seul truc qu'on explique mal sur Venus est l'absence d'argon (0,007%) (alors qu'il est abondant sur Terre (~1%) et sur Mars (~2,5%)). Il est possible que ce soit lie a l'activite volcanique de la planete.
    En planétologie comparée, on pourrait aussi réfléchir en terme de pression partielle. Et dans ce cas-là, si on reprend tes chiffres, il y a ~6,5 millibars d'argon sur Vénus, ~9 millibars d'argon sur Terre et on peut facilement expliquer sa relative absence sur Mars par l'érosion atmosphérique, non ? D'ailleurs, il y aurait pratiquement la même quantité d'azote moléculaire dans l'atmosphère terrestre que dans l'atmosphère de Vénus si on y ajoutait la quantité supposée piégée dans le manteau terrestre (Wordsworth, 2016).

    Cordialement.

  27. #21
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Geb Voir le message
    En planétologie comparée, on pourrait aussi réfléchir en terme de pression partielle. Et dans ce cas-là, si on reprend tes chiffres, il y a ~6,5 millibars d'argon sur Vénus, ~9 millibars d'argon sur Terre
    en effet, ca parait moins dramatique et a y reflechir, ma phrase est incorrecte. Et en regardant la composition isotopique en masse, Venus a quelques dizaines de pourcents en moins d'argon 40. Ce qui est moins, mais pas exceptionel bas. Par contre 40Ar/36Ar (40 etant radiogenique, 36 etant primordial) est tres bas.... je ne me suis jamais penche sur les details de la composition de l'atmosphere venusienne, mais ca n'a pas l'air simple a explique sans faire intervenir une floppee d'hypotheses.

    Pour l'argon-40, tout depend un peu de l'origine de l'atmosphere (le CO2) de Venus. Si c'est du degassement d'origine magmatique, ce serait un peu difficile a expliquer (en considerant qu'une bonne partie du CO2 a cette origine). Si le CO2 a defaut d'etre primordial, est 'ancestral', alors le degazage venusien moyen est juste moins important que la Terre.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 16/10/2021 à 07h43.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  28. #22
    Geb

    Re : Pourquoi Vénus possède-t-elle une atmosphère et pas Mars ?

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    Par contre 40Ar/36Ar (40 etant radiogenique, 36 etant primordial) est tres bas...
    Effectivement, c'est un détail qu'il n'est probablement pas trivial d'expliquer. Si j'ai un peu de temps mardi j'essayerai de voir ce qu'en disent les publications scientifiques.

    Cordialement.

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