mardi 27 août 2019

D'importantes variations de réflectivité sur Vénus affectent sa météo


La réflectivité des nuages de la haute atmosphère de Vénus subit des variations très importantes, c'est ce qu'une équipe d'astrophysiciens vient de montrer grâce à de multiples observations de Vénus effectuées durant plus de 10 ans. La zone absorbante, toujours d'origine inconnue, produit une variation d’albédo qui influe très fortement sur la météo de Vénus. Une étude parue hier dans The Astronomical Journal



Malgré des différences atmosphériques considérables, la météo sur Vénus est dirigée comme sur Terre par le rayonnement solaire qu'elle reçoit. Elle doit donc être fortement affectée par le pouvoir de réflexion de ses couches nuageuses. Vénus est en fait affectée différemment que la Terre. Sur Terre, une grande partie de l'énergie solaire est absorbée par le sol, tandis que sur Vénus, ce sont les épais nuages qui absorbent l'énergie incidente.
Yeon Joo Lee (Zentrum für Astronomie und Astrophysik, Technische Universität Berlin) et ses collaborateurs décrivent les mesures qu'ils ont effectuées, principalement dans le domaine des ultra-violets ainsi que dan le visible avec des données de trois sondes planétaires et un télescope spatial : Akatsuki, Venus Express, MESSENGER et Hubble. 
Les taches sombres absorbantes qui apparaissent au sommet des nuages de Vénus sont connues depuis plusieurs dizaines d'années, en revanche, ce qu'on ne connait pas c'est leur nature exacte et leur origine. Aujourd'hui, ce que Lee et ses collaborateurs parviennent à montrer c'est leur lien avec la variation de réflectivité globale et leur conséquence sur le climat et la météo de Vénus. 
Les planétologues sont à peu près tous convaincus qu'il s'agit de petites particules ressemblant à un aérosol. Les observations en UV et en visible des quatre instruments spatiaux de Venus Express, Akatsuki, MESSENGER et Hubble vont dans le même sens en montrant que ces taches produisent une énorme absorption dans l'ultra-violet. 

Quelle que soit leur composition : chlorure de fer, allotropes de soufre, dioxyde de soufre ou autre ces "absorbants inconnus" comme les appellent les astronomes, semblent bel et bien affecter la météo de Vénus via la forte modification d'albédo qu'ils entraînent, et donc d'apport d'énergie vers l'atmosphère Vénusienne. Entre 2006 et 2017, l'albédo observé à la longueur d'onde de 365 nm a été divisé par 2 avant de revenir à sa valeur antérieure. Cette variation a provoqué une variation de l'apport de chaleur solaire de 25 à 40% aux basses latitudes selon les chercheurs, d'après leurs calculs de transferts radiatifs. 
Les scientifiques font alors lien avec les variations qui ont été observées dans le même temps dans l'activité intense de la haute atmosphère qui montre ce qu'ils appellent une "super-rotation", des vents qui dépassent la vitesse de 320 km/h... C'est ce que leur montrent leurs calculs de circulation atmosphérique globale. 

Qu'est-ce qui produit alors ces grosses variations de réflectivité des couches supérieures atmosphériques, de ces taches d'"absorbant inconnu" ? Est-ce que c'est la lumière UV solaire qui produit des réactions chimiques particulières ? Ou bien des rayons cosmiques qui déclencheraient une nucléation dans les nuages ?  C'est la question que se posent les spécialistes car Lee et ses collègues ont remarqué qu'il existait une coïncidence temporelle entre la variation de l'albédo de Vénus sur une grande échelle de temps et la variation de l'activité solaire, qui affecte naturellement l'intensité UV et le flux de rayons cosmiques.
Mais il y aurait bien aussi une autre solution que mentionnent les auteurs : celle de variations temporelles de l'abondance en dioxyde de soufre des nuages élevés, qui pourraient affecter la formation d'aérosols de H2SO4-H2O, mais dont l'origine reste à trouver... 

Source

Long-term Variations of Venus's 365 nm Albedo Observed by Venus Express, Akatsuki, MESSENGER, and the Hubble Space Telescope
Yeon Joo Lee et al.
The Astronomical Journal, Volume 158, Number 3 (26 august 2019)
https://doi.org/10.3847/1538-3881/ab3120



Illustration

Image composite image de Vénus en UV imagée par la sonde japonaise Akatsuki.  (AKATSUKI ORBITER, BUILT BY INSTITUTE OF SPACE AND ASTRONAUTICAL SCIENCE/JAPAN AEROSPACE EXPLORATION AGENCY)