La croûte de Vénus ne serait pas aussi épaisse qu’on l’imaginait !

Si VénusVénus possède de nombreuses similarités avec la Terre, au point qu’elle est souvent considérée comme sa jumelle, elle est aussi très différente. Sa proximité avec le Soleil l’a en effet transformée en un enfer surchauffé, où les températures atteignent 460 °C ! La chapechape nuageuse qui entoure la planète génère, quant à elle, une pression atmosphériquepression atmosphérique de 92 bars. Des conditions dantesques qui rendent l’exploration de la surface vénusienne très compliquée. Seules quelques sondes soviétiques ont réussi à s’y poser dans les années 1970 mais dans cet environnement extrême, leur durée de vie a été très limitée. Elles n’ont guère survécu plus d’une heure.

Par la suite, Vénus a surtout été explorée depuis l’orbite. Des missions, notamment celle de Magellan, ont permis d’apporter de nombreuses informations sur la surface et la dynamique de la planète, mettant en évidence un volcanisme actif et certainement très intense, ainsi que l’absence de tectonique des plaques. Toutefois, notre connaissance de la croûte vénusienne, et plus encore de ses enveloppes internes, pèche de la quasi-absence de données directes.

La surface de Vénus. © The Planetary Society, YouTube

Épaisseur de la croûte : une question de tectonique, de pression et de température

L’une des questions particulièrement débattues concerne l’épaisseur de la croûte. L’observation de vastes plaines volcaniques laisse penser que l’enveloppe externe de Vénus est principalement composée de coulées de basaltebasalte, superposées au fil du temps. L’absence de tectonique des plaquestectonique des plaques et donc de processus de recyclagerecyclage de la croûte au niveau de zones de subductionzones de subduction aurait ainsi pu mener au développement d’une croûte sur-épaissie. Sur la base de la topographie et de modèles gravimétriques, certaines études ont d’ailleurs estimé qu’elle pouvait atteindre une épaisseur allant jusqu’à 90 kilomètres au maximum dans certaines régions particulières. À titre de comparaison, la croûte océanique terrestre (dont la composition mafique se rapproche certainement le plus de la croûte vénusienne), est épaisse en moyenne de 7 kilomètres. La croûte continentale, composée de roches felsiques moins denses, atteint une moyenne de 30 kilomètres, avec des sur-épaississements dans certaines zones, comme les chaînes de montagnes ou les cratonscratons, où la croûte peut ainsi atteindre 70 kilomètres environ.

Dans tous les cas, l’épaisseur de la croûte terrestrecroûte terrestre est limitée par plusieurs facteurs : les processus tectoniques (subduction), la température et la pression. Ces deux derniers paramètres, qui augmentent avec la profondeur, gouvernent en effet des changements physico-chimiques regroupés sous le terme de métamorphismemétamorphisme. Ils peuvent également entraîner la fusion partiellefusion partielle des roches.

Une croûte qui ne pourrait pas dépasser 65 km d’épaisseur

Avec l’augmentation de la pression et de la température, certains minérauxminéraux de la croûte peuvent ainsi fondre ou se « transformer » en d’autres minéraux ne possédant pas les mêmes propriétés. Le basalte a ainsi tendance à se transformer en granulitegranulite ou en éclogite, qui sont des minéraux bien plus denses. Or, lorsque la base de la croûte acquiert une densité plus importante que celle du manteaumanteau sous-jacent, elle finit par se « délaminer » et se détacher du reste de la croûte afin de rétablir un équilibre isostatique. Une croûte, sur Terre comme sur Vénus, ne peut donc pas dépasser une certaine épaisseur. Mais cette épaisseur « limite » va notamment dépendre de la composition de la croûte, du manteau, du flux de chaleur, du gradientgradient thermique, du contexte géodynamique…

Dans une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature communications, une équipe de chercheurs s’est ainsi basée sur les transitions de phasestransitions de phases métamorphiques connues et les conditions de fusion des minéraux pour modéliser l’épaisseur crustale maximale au niveau des plaines basaltiquesbasaltiques de Vénus, dans différents contextes tectoniques associés à différents gradients thermiques. Il apparaît ainsi que l’épaisseur de la croûte vénusienne serait en moyenne située entre 20 et 40 kilomètres, et que dans tous les cas, elle ne pourrait pas dépasser 65 kilomètres.

La délamination et la fusion contrôlant l’épaisseur de cette croûte pourraient avoir un impact sur la dynamique globale de la planète, notamment en générant du magmamagma et des éruptions volcaniques. Ces résultats devraient donc aider à comprendre quels mécanismes participent actuellement à l’évolution de la surface de Vénus.