Aléas planétaires de Vénus

[sigh]

Bonjour

La question est peut-être répondue ailleurs sur Internet mais je n'ai pas trouvé lors de mes recherches. Ca reste spéculatif, je ne cherche pas à révolutionner le domaine.

Vénus est connue pour avoir une des croûtes parmi les plus jeunes du système solaire (100 Ma à la louche). Comment "savoir" si cette apparente jeunesse ne serait pas due à un impact avec un autre corps "mineur" mais suffisamment gros pour liquéfier toute la surface vénusienne ? Quid d'un scénario un peu à l'instar d'une "mini-Théia" avec pour résultante une inversion des pôles géographiques (et une rotation du coup inversée) ?

Quel sont/seraient les indices indiquant que ce n'est pas ce qui s'est passé ?

En vous remerciant pour vos éclaircissements
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Le scénario que tu suggeres est improbable quand on l'approche des deux cotés (causes & consequences, combinées aux observations que l'on a de Venus).

Les deux données que tu utilises sont l'age jeune de la surface venusienne (300-500 Ma est plutot ce qui est communement admis) et la rotation rétrograde.
Le scénario que tu suggeres est un impact tres important qui aurait inverser la rotation et produit un océan magmatique.

La rotation rétrograde de Venus est assez bien établie comme étant la résultante de la synchronisation avec le Soleil et les effets de marées thermiques de l'atmosphere. Cela nécessite des milliards d'années depuis sa formation, mais pour l'exercice, on peut admettre qu'un impact aurait creer des conditions favorables pour que cette synchronisation soit recente (a partir d'une situation initiale ou Venus tournait comme la Terre ou Mars). Néanmoins, quand on utilise un simulateur d'impact (ex: ici) on constate qu'avec un corps de 1000 km de diametre, ce n'est pas difficile de fondre une partie significative d'une planete (~1%) mais c'est difficile d'amener des changements drastiques dans sa rotation.

L'océan magmatique a un refroidissement (solidification) en surface qui prend quelques millions d'années a plusieurs centaine de millions d'années pour une solidification en masse. Pour la solidification complete, c'est d'autant plus long que l'océan est profond. Dans le cas d'un impact geant recent, certaines caracteristiques de cet ocean magmatique devraient subsister jusqu'a nos jours de maniere assez évidente.




Maintenant, il y a toutes les autres observations, toutes les caracteristiques physiques [1] de surface de Venus, le peu d'information que l'on a sur les caracteristiques physiques internes [2] de Venus et les caracteristiques chimiques [3], ainsi que les probabilites astronomiques [4] qu'un tel evenement soit arrive recemment rend la chose impossible.

[4] Au dela de la tres faible probabilité de la présence d'un impacteur de l'ordre du milier de kilometres des milliards d'années apres la formation du systeme solaire susceptible d'impacter Venus sans la détruire completement, il faut aussi expliquer la remarquable absence de météorites vénusiennes (alors que l'on en connait plein de la Lune, Mars et meme probablement Mercure) sur Terre. Si un tel impact avait eu lieu récemment, le systeme solaire aurait un nombre considerable de ces objets dispersés dont quelques uns devraient tomber régulierement sur Terre.

[1] La surface vénusienne montre un ressurfacement recent. Le modele que l'on utilise pour expliquer cela est un modele tectonique appele 'stagnant lid' (couvercle stagnant) ou la lithosphere est devenu tres ridige (et épaisse), la chaleur interne ne peut pas s'évacuer de maniere efficace (alors que c'est le cas sur Terre avec la tectonique des plaques), et lorsque l'on prend des parametres correspondant a Venus, on observe qu'a un certain moment, le manteau sous-jacent a la lithosphere atteint une température suffisante pour fondre, entrainant une instabilité globale (en simplifié, une croute solide plus lourde qui est incapable de flotter sur un manteau fondu plus leger), entrainant un overturn mantellique ou les basaltes issus de la fusion du manteau (peu denses) sont poussés de maniere globale vers la surface. Il est probable que ce phénomene est cyclique. J'en parle notamment dans cette discussion: https://forums.futura-sciences.com/g...ml#post7084857

Dans un cas d'un retournement mantellique, la lithosphere ancienne est toujours la, juste couverte de beaucoup de basaltes. Le tectono-magmatisme qui a lieu a la surface de Venus est toujours la également, et c'est ce qui permet la présence des nombreuses structures un peu "extra-terrestres" comme les coronae, arachnoides, pancakes mais aussi la presence / conservation d'une petite dizaine de massif montagneux sur la surface dont certains ont une altitude tres importante (Ishtar, Aphrodite). Ces tesserae sont considerees comme les parties les plus anciennes de la croute venusienne (visible en surface).


Carte de Venus avec les tesserae entourée en blanc.
Source:wiki

Dans le cas d'un retournement mantellique, il est facile de préservé ces zones anciennes qui peuvent rester en surface pour de multiples raisons (tectoniques, densité, topographiques, etc.). Dans le cas d'un océan magmatique, c'est beaucoup plus difficile car de telles structures devraient litérallement couler dans l'océan magmatique (le seul cas possible serait une situation similaires aux anorthosites lunaires, qui ont flotte sur un ocean de magma, mais cela necessite des conditions particulieres). Au final, ces structures anciennes devrait (de la surface) avoir globalement le meme age que le reste de la planete, hors ce n'est pas le cas.

[2] Les caractéristiques physiques internes de Venus ne sont pas bien établies (comparé a la Lune, Mars ou Mercure) mais on est néanmoins sur qu'en dessous de l'épaisse lithosphere se trouve un manteau solide asthenosphérique (comme sur Terre) avec une possibilité qu'il soit liquide pres du noyau (un résidu de l'océan magmatique originel il y a 4,5 milliards d'années, voir image ci-dessous). Pour le modele de stagnant lid, c'est ce qui est attendu. Dans le modele cyclique, éventuellement, Le manteau situé juste sous la lithosphere devient progressivement liquide (du aux desintegrations radioactives et la chaleur du noyau) et entraine l'instabilité croute-manteau.


Source: O'Rourke, 2020

Dans une hypothese d'impact géant, la lithosphere a peu de chance de devenir tres épaisse et tres rigide en quelques centaines de millions d'années, et une bonne partie du manteau ne serait pas solide. Les informations sur la structure interne de Venus sont fragmentaires, mais il y a peu de doute que le manteau superieur vénusien ne soit autre chose que solide.

[3] Les caractéristiques chimiques sont encore plus fragmentaires. Les données des sondes Venera sur ce sujet sont peu informatives et la composition de l'atmosphere ou les données que l'on peu obtenir en orbite ne sont pas suffisantes pour trancher un tel cas de figure. Néanmoins, si on pouvait mettre la main sur un de ces basaltes qui couvrent la surface de Venus et l'analyser correctement, cela ne laisserait aucun doute si la formation de ce magma (par fusion du manteau sous la lithosphere ou par formation d'un ocean magmatique récent).

T-K

[6Freddy]

Un grand merci, Monsieur Tawahi, pour cette explication très pédagogique, détaillée et accessible !