Être plus proche du Soleil ne signifie pas être plus chaude
Mercure est la première planète en partant du Soleil, Vénus la deuxième : on s'attendrait donc à ce que Mercure détienne le record de chaleur. Mais elle n'a pas d'atmosphère : le jour, ses roches atteignent environ +430 °C, puis la nuit elles refroidissent jusqu'à environ -170 °C. La chaleur arrive avec la lumière du Soleil et repart aussitôt.
Sur Vénus, c'est différent : il fait environ +460 °C le jour comme la nuit, même au sommet des montagnes. Le plomb y fondrait. La planète tourne lentement : la nuit dure environ deux mois terrestres, mais la surface se refroidit à peine pendant ce temps.
Presque deux fois plus proche du Soleil, sans atmosphère. Environ +430 °C le jour et -170 °C la nuit : la chaleur s'échappe aussitôt.
Plus éloignée du Soleil, avec une atmosphère dense. Environ +460 °C jour et nuit, sans différence notable entre les deux.
L'atmosphère de Vénus laisse entrer la lumière, mais retient la chaleur
La planète est entièrement recouverte de nuages d'acide sulfurique. Ils renvoient environ les trois quarts de la lumière solaire dans l'espace : la Terre en réfléchit environ un tiers, et Mercure environ un dixième. La surface de Vénus reçoit même moins de lumière que celle de la Terre : la lumière du Soleil ne suffit donc pas à expliquer cette chaleur.
La lumière qui parvient jusqu'au sol réchauffe les roches. Elles restituent cette chaleur non pas sous forme de lumière visible, mais de rayonnement infrarouge, que le dioxyde de carbone absorbe avidement. Et ce gaz est très abondant : à la surface, la pression est environ 92 fois supérieure à celle de la Terre, comme sous 900 mètres d'eau. Le rayonnement reste piégé dans cette épaisse couche, et seule une infime partie s'échappe.
Sans effet de serre, mais avec des nuages qui réfléchiraient autant de lumière, la surface serait à environ -40 °C. Tout ce qui sépare cette température des vrais +460 °C est dû au dioxyde de carbone. Sur Terre aussi, il existe un effet de serre, qui ajoute environ 33 degrés : la différence tient non pas au phénomène, mais à son ampleur. Et la chaleur reste près du sol : plus on monte, plus la pression baisse et plus il fait frais.
D'où vient tout ce dioxyde de carbone sur Vénus
Elle contient à peu près autant de carbone que la Terre : il se trouve simplement ailleurs. Sur notre planète, presque tout le carbone est stocké dans le calcaire : pendant des millions d'années, la pluie et les océans l'ont retiré de l'air pour le fixer dans la roche. Si on le libérait entièrement, l'atmosphère terrestre serait comparable à celle de Vénus.
Sur Vénus, ce mécanisme s'est interrompu. On pense que de l'eau y a existé autrefois. La vapeur d'eau est elle aussi un gaz à effet de serre : plus il faisait chaud, plus elle s'évaporait. En altitude, la lumière du Soleil brisait les molécules d'eau, et l'hydrogène, plus léger, s'échappait dans l'espace : l'eau a disparu à jamais, tandis que le dioxyde de carbone n'avait plus nulle part où aller. Les astronomes débattent encore de la présence d'océans véritables ou seulement d'une atmosphère humide sur Vénus.
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Sources
- Température, pression et composition de l'atmosphère : NASA Planetary Fact Sheet. L'hypothèse de la perte de l'eau s'appuie sur le rapport entre l'hydrogène et le deutérium mesuré par les sondes Pioneer Venus et Venus Express