Mission Magellan révèle une possible activité tectonique sur Vénus

14 mai 2025

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par l'Université du Maryland à Baltimore

De vastes structures quasi-circulaires à la surface de Vénus pourraient révéler que la planète a des tectoniques en cours, selon une nouvelle recherche basée sur des données recueillies il y a plus de 30 ans par la mission Magellan de la NASA.

Sur Terre, la surface de la planète est continuellement renouvelée par le déplacement constant et le recyclage de vastes sections de la croûte appelées plaques tectoniques, qui flottent sur un intérieur visqueux. Vénus n'a pas de plaques tectoniques, mais sa surface est toujours déformée par du matériel en fusion provenant de dessous.

Pour mieux comprendre les processus sous-jacents qui entraînent ces déformations, les chercheurs ont étudié un type de structure appelé corona.

Variant en taille de quelques dizaines à quelques centaines de miles, une corona est le plus souvent considérée comme l'endroit où un panache de matériel chaud et ascendant du manteau de la planète pousse contre la lithosphère au-dessus. (La lithosphère inclut la croûte de la planète et la partie supérieure de son manteau.) Ces structures sont généralement ovales, avec un système de fractures concentriques les entourant. Des centaines de coronae sont connues pour exister sur Vénus.

Publiée dans la revue Science Advances, la nouvelle étude détaille de nouveaux signes d'activité à la surface ou sous la surface, façonnant bon nombre des coronae de Vénus, des caractéristiques qui pourraient également offrir une fenêtre unique sur le passé de la Terre.

Les chercheurs ont trouvé des preuves de cette activité tectonique dans les données de la mission Magellan de la NASA, qui a orbité autour de Vénus dans les années 1990 et a recueilli les données de gravité et de topographie les plus détaillées disponibles actuellement sur la planète.

'On ne trouve pas de coronae sur Terre aujourd'hui ; cependant, elles ont peut-être existé lorsque notre planète était jeune et avant que les plaques tectoniques ne soient établies', a déclaré l'auteur principal de l'étude, Gael Cascioli, chercheur scientifique adjoint à l'Université du Maryland, à Baltimore, et au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland.

'En combinant les données de gravité et de topographie, cette recherche apporte un nouvel éclairage important sur les processus souterrains possibles qui façonnent actuellement la surface de Vénus.'

Membres de la future mission VERITAS de la NASA (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, and Spectroscopy), Cascioli et son équipe s'intéressent particulièrement aux données de gravité à haute résolution que le vaisseau spatial fournira.

Erwan Mazarico, coauteur de l'étude et également au Goddard, dirigera en coopération l'expérience de gravité de VERITAS lorsque la mission sera lancée pas avant 2031.

Dirigé par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, Magellan a utilisé son système radar pour voir à travers l'atmosphère épaisse de Vénus et cartographier la topographie de ses montagnes et plaines. Parmi les caractéristiques géologiques cartographiées par l'engin spatial, les coronae étaient peut-être les plus énigmatiques : il n'était pas clair comment elles se formaient. Au fil des années, les scientifiques ont trouvé de nombreuses coronae dans des endroits où la lithosphère de la planète est mince et le flux de chaleur est élevé.

'Les coronae sont abondantes sur Vénus. Ce sont des caractéristiques très importantes, et les gens ont proposé différentes théories au fil des ans sur la façon dont elles se sont formées', a déclaré le coauteur Anna Gülcher, scientifique de la Terre et des planètes à l'Université de Berne en Suisse.

'Ce qui est le plus excitant pour notre étude, c'est que nous pouvons maintenant dire qu'il y a probablement divers processus actifs et en cours qui alimentent leur formation. Nous pensons que ces mêmes processus ont peut-être eu lieu tôt dans l'histoire de la Terre.'

Les chercheurs ont développé des modèles géodynamiques 3D sophistiqués qui démontrent divers scénarios de formation de coronae induites par un panache et les ont comparés avec les données de gravité et de topographie combinées de Magellan.

Les données de gravité se sont avérées cruciales pour aider les chercheurs à détecter des panaches moins denses, chauds et ascendants sous la surface - des informations indiscernables à partir des seules données topographiques. Sur les 75 coronae étudiées, 52 semblent avoir du matériel mantellique ascendant et plus léger en dessous d'eux, probablement à l'origine des processus tectoniques.

Un processus clé est la subduction : sur Terre, cela se produit lorsque le bord d'une plaque tectonique est poussé sous la plaque adjacente. Les frottements entre les plaques peuvent générer des tremblements de terre, et lorsque l'ancien matériau rocheux plonge dans le manteau chaud, la roche fond et est recyclée à la surface via des cheminées volcaniques.

Sur Vénus, un type de subduction différent est censé se produire autour du périmètre de certaines couronnes. Dans ce scénario, alors qu'un panache de roche chaude et ascendante dans le manteau pousse vers le haut dans la lithosphère, le matériau de surface s'élève et se propage vers l'extérieur, entrant en collision avec le matériau de surface environnant et poussant ce matériau vers le bas dans le manteau. Un autre processus tectonique connu sous le nom de "fuite lithosphérique" pourrait également être présent, où des accumulations denses de matériau relativement frais s'enfoncent de la lithosphère dans le manteau chaud. Les chercheurs identifient également plusieurs endroits où un troisième processus pourrait être en cours : un panache de roche en fusion sous une partie plus épaisse de la lithosphère pourrait potentiellement entraîner un volcanisme au-dessus. Découvrez les dernières avancées en matière de science, de technologie et d'espace avec plus de 100 000 abonnés qui comptent sur Phys.org pour des informations quotidiennes. Inscrivez-vous à notre newsletter gratuite et recevez des mises à jour sur les percées, les innovations et les recherches qui comptent - quotidiennement ou hebdomadairement. Ce travail marque le plus récent exemple de scientifiques revenant aux données de Magellan pour découvrir que Vénus présente des processus géologiques plus similaires à la Terre que ce qui était initialement pensé. Récemment, les chercheurs ont pu repérer des volcans en éruption, y compris d'immenses coulées de lave émanant de Maat Mons, Sif Mons et Eistla Regio dans les images radar de l'orbiteur. Bien que ces images aient fourni des preuves directes d'une activité volcanique, les auteurs de la nouvelle étude auront besoin d'une résolution plus fine pour dresser un tableau complet des processus tectoniques qui sous-tendent la formation des corona. "Les cartes de gravité VERITAS de Vénus augmenteront la résolution d'au moins un facteur de deux à quatre, selon l'emplacement - un niveau de détail qui pourrait révolutionner notre compréhension de la géologie de Vénus et ses implications pour la Terre primitive", a déclaré Suzanne Smrekar, co-auteur de l'étude, scientifique planétaire au JPL et investigatrice principale de VERITAS. Géré par le JPL, VERITAS utilisera un radar à ouverture synthétique pour créer des cartes mondiales en 3D et un spectromètre proche infrarouge pour déterminer la composition de la surface de Vénus. À l'aide de son système de suivi radio, VERITAS mesurera également le champ gravitationnel de la planète pour déterminer la structure de l'intérieur de Vénus. Tous ces instruments aideront à localiser les zones d'activité en surface.