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Les nuages de Vénus

Une autre caractéristique essentielle de l’atmosphère de Vénus est l’épaisse couche nuageuse d’aspect uniforme qui recouvre la planète, s’étendant entre 30 et 90 kilomètres d’altitude, et qui présente une stratification marquée, remarquablement stable.
  • La couche supérieure, localisée entre 70 et 90 kilomètres d’altitude dans une région froide, est une brume d’aérosols de taille inférieure au micromètre, particulièrement développée au-dessus des régions polaires.
  • La couche principale, dont la base se situe à 47 kilomètres d’altitude, est elle-même divisée en trois sous-couches et composée de fines gouttelettes d'acide sulfurique en solution aqueuse, constituées à 75% d'acide sulfurique (H2SO4) et à 25 % d'eau (H2O) dont la distribution granulométrique présente plusieurs modes, deux ou trois suivant la sous-couche, correspondant à des tailles typiques de particules de 0,1, 1 et 10 micromètres. Des composés chlorés (peut-être FeCl3) sont probablement présents aux altitudes inférieures à 60 kilomètres.
  • Au-dessous de la couche principale, on trouve une brume ténue s’étendant jusqu’à 30 kilomètres

C’est par des mesures spectroscopiques et de polarisation que les nuages de Vénus furent d’abord étudiés dans les années 1960. La présence d’acide sulfurique ne fut clairement établie, sur cette base, qu’en 1973 et confirmée par les analyses in situ au cours de plusieurs missions soviétiques à partir de Venera-12 (1978) et de la mission américaine Pioneer Venus (1979).

Vue prise par la sonde Galileo le 4 fécrier 1990. Un filtre spatial à large bande a été appliqué de manière à faire ressortir les détails de plus faible taille. Les tons bleus ont été utilisés pour mettre en évidence les contrastes subtils au sein des nuages et pour rappeler que l’image a été obtenue à l’aide d’un filtre violet. Les nuages d’acide sulfurique indiquent une dynamique très importante dans la bande équatoriale de la planète, avec un mouvement vers la gauche (ouest).
Vue prise par la sonde Galileo le 4 fécrier 1990. (credit:NASA) Plus d'info

 

Toutes ces particules en phase liquide se forment à très haute altitude, au niveau du somment de la couche supérieure des nuages, là où le rayonnement ultraviolet du soleil agit par photolyse sur les constituants atmosphériques.

En particulier, le gaz SO2 forme SO3 en réagissant avec O, produit de la photolyse du CO2, puis enfin H2SO4 à partir de H2O, qui passé à l'état liquide en raison de la pression partielle des espèces gazeuses soufrées dans le gaz environnant. A l'inverse, dans la basse atmosphère, on assiste à la décomposition des fines gouttelettes d'acide sulfurique H2SO4 : migrant à travers la structure stratifiée des nuages à la faible vitesse d'environ 1 mm s-1, elles sont vaporisées lorsqu'elles atteignent les couches plus chaudes de l'atmosphère à la base de la couche inférieure des nuages, vers 40 km d'altitude.

Des observations de la couche nuageuse en ultraviolet ont révélé un phénomène intrigant. Des zones absorbent la moitié de l’énergie solaire reçue par la planète et la réémettent sous forme d’ultraviolet. Des explications plus ou moins fantaisistes ont été avancées : à 50 Km d’altitude des microbes se nourrissant d’acide sulfurique pourraient utiliser la lumière UV dans un processus de photosynthèse exotique pour tirer leur énergie. C’est une hypothèse exobiologique hardie, mais pour la vérifier il faut aller sur place avec des ballons sondes.

Image en fausses couleurs des nuages bas présents sur le côté nuit de Vénus et obtenue par l’instrument NIMS sur la sonde Galileo alors qu’elle s’approchait de la planète le 10 février 1990. Cette image représente l’énergie radiante émise par la basse atmosphère et traversant les nuages. Image précédente après traitement numérique.
Image en lumière infrarouge des nuages bas de Vénus. Cette image en fausses couleurs est une vue en infrarouge proche des nuages présent du côté nuit de Vénus obtenue par l’instrument NIMS sur la sonde Galileo alors qu’elle s’approchait de la planète le 10 février 1990. La vue représente l’atmosphère moyenne turbulente et nuageuse correspondant a des altitudes comprises entre 50 et 55 km au dessus de la surface. La couleur rouge indique la chaleur radiante émise par l’atmosphère basse brillant à travers la couche de nuages qui apparaissent quelque 10 fois plus sombres que les trous plus brillants entre les nuages. Cette couche nuageuse est à une température de -30°C. Les nuages apparaissent duveteux et formant de grandes masses compactes ; plus au Nord, ils s’étendent en filaments orientés d’est en ouest, et aux pôles, ils forment une couverture totale.
Image obtenue en lumière ultraviolette par le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA le 24 janvier 1995. En lumière ultraviolette, les structures au sein des nuages deviennent bien mieux visibles. On apperçoit par exemple une structure horizontale en forme de Y près de l’équateur. Des structures similaires ont été observées par les sondes Mariner 10 et Galileo. Cette structure pourrait indiquer la présence d’ondes atmosphériques, analogues aux cellules de hautes et basses pressions sur Terre. Les nuages aux hautes latitudes semblent suivre les lignes de même latitude. Les régions plus sombres indiquent la localisation des nuages à haute teneur en acide sulfurique près des sommets des nuages

Image en fausses couleurs des nuages bas présents sur le côté nuit de Vénus. (credit: NASA)
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Image en lumière infrarouge des nuages bas de Vénus. (credit: NASA) Plus d'info

Image obtenue en lumière ultraviolette par le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA le 24 janvier 1995. (credit: NASA)
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