Du dioxyde de soufre dans la haute atmosphère de Vénus

Une couche de dioxyde de soufre (SO2) a été découverte dans la haute atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de Vénus par une équipe internationale (1), à laquelle participe Jean-Loup Bertaux, directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de...) (2), et ses collègues du Laboratoire atmosphères, milieux, observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide...)(3). Les chercheurs ont obtenu ce résultat grâce aux mesures effectuées avec la sonde (Une sonde spatiale est un vaisseau non habité envoyé par l'Homme pour explorer de plus près des objets du système...) Venus Express (Venus Express est une sonde spatiale de l'Agence spatiale européenne (ESA) ayant pour objectif d'étudier la planète...) de l'ESA. Ils proposent un nouveau mécanisme pour rendre compte de ce résultat inattendu. Le SO2 les intéresse particulièrement, car ce gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...)Terre (La Terre, foyer de l'humanité, est surnommée la planète bleue. C'est la troisième planète du système solaire en partant...), selon un processus de géo-engineering proposé par Paul Crutzen, prix Nobel de chimie (La chimie est la science qui étudie la composition et les réactions de la matière.). spatiales (CNRS/UPMC/UVSQ) pourrait servir à refroidir la
Vénus est entièrement recouverte d'une épaisse couche de nuages, entre 50 à 70 kilomètres d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base.), puis d'une brume plus fine qui s'étend jusqu'à 100 kilomètres d'altitude environ. Ces nuages et cette brume sont formés de gouttelettes d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique...) sulfurique concentré.

Grâce à la sonde Venus Express de l'ESA, en orbite autour de Vénus depuis 2006, et à l'instrument SPICAV embarqué à son bord, les chercheurs ont découvert la présence de dioxyde de soufre gazeux à haute altitude, entre 90 et 110 kilomètres d'altitude (4).


Cette découverte a été confirmée par une équipe américaine, qui a détecté du dioxyde de soufre dans l'atmosphère de Vénus par une autre méthode (en utilisant le rayonnement micro-ondes depuis un observatoire terrestre), mais sans pouvoir préciser son altitude.

Les réactions connectant SO, SO2,SO3 et H2SO4 dans la brume légère de petites gouttes
au-dessus de la couche principale des nuages de Vénus.

 

Les chercheurs pensent que le dioxyde de soufre est issu de la brume d'acide sulfurique présente dans la haute atmosphère de Vénus. Du côté jour de Vénus, la température (La température d'un système est une fonction croissante du degré d'agitation thermique des particules, c'est-à-dire de...) augmente avec l'altitude au-dessus de 90 kilometres, ce qui conduit à l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est...) de l'acide sulfurique. Puis il se décompose sous l'effet du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne...), pour produire du dioxyde de soufre (voir le shéma ci-après).

Sur Terre, on trouve également du dioxyde de soufre, issu principalement des éruptions volcaniques. Projeté parfois jusqu'à 20 kilomètres d'altitude, il se transforme en acide sulfurique (5), provoquant la formation de petites gouttelettes. Ces gouttelettes renvoient vers l'espace une partie du rayonnement solaire, avec comme résultat une baisse de la température au sol. En s'inspirant de ce processus, Paul Crutzen, chimiste et météorologue, prix Nobel de chimie en 1995, a suggéré il y a quelques années qu'on pourrait injecter artificiellement des quantités massives de dioxyde de soufre à 20 kilomètres d'altitude, pour refroidir le sol et contrebalancer l'effet de serre grandissant.

Bien que nous ne soyons pas prêts techniquement et éthiquement à déployer ce type d'action, dite de géo-engineering, on sera peut-être obligés de le faire d'ici 20 à 30 ans, si le réchauffement devient insupportable. Dans cette perspective, il s'avère nécessaire d'étudier les conséquences qu'aurait une telle injection et d'envisager toutes les chaînes de réaction possibles. La connaissance des réactions qui se produisent dans l'atmosphère de Vénus nous y aidera.

Source: CNRS
Illustration: © Nature Geoscience