Détecter les tremblements de Vénus à l’aide de ballons
Les sismologues terrestres ont le luxe de déployer leurs sismomètres sur un sol relativement paisible, mais les scientifiques qui étudient les tremblements de Vénus ont dû viser plus haut.
Des ballons pour détecter des tremblements de Vénus
Étant donné que les températures et les pressions élevées à la surface de Vénus rendent technologiquement difficile l’installation de sismomètres, les chercheurs travaillent sur des instruments embarqués dans des ballons qui détectent les signaux sismo-acoustiques dans l’atmosphère de cette planète, a déclaré Siddharth Krishnamoorthy du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, lors de la réunion annuelle de la Seismological Society of America.
Les données sismiques recueillies sur Vénus peuvent aider les chercheurs à mieux connaître la structure intérieure de cette planète et l’histoire de sa formation, de la même manière que la sismologie a aidé à définir l’intérieur de la Terre, de la Lune et de Mars.
Krishnamoorthy et ses collègues développent des ballons instrumentés similaires qui voleraient dans la moyenne atmosphère de Vénus, où les températures et les pressions sont plus hospitalières qu’à la surface de cette planète.
L’instrumentation est fondamentalement mature
Bien que les chercheurs soient encore en train d’ajuster la conception des ballons pour Vénus et de leurs charges utiles, Krishnamoorthy a déclaré que l’instrumentation pour la détection sismo-acoustique « est fondamentalement mature ». Selon lui, le plus grand défi des prochaines missions sera de collecter et de caractériser davantage de données sismo-acoustiques provenant d’événements sur Terre, afin de pouvoir identifier correctement les signaux détectés sur Vénus.
Les chercheurs espèrent que les ballons placés dans l’atmosphère de Vénus seront capables de détecter des signaux forts provenant des mouvements du sol sur cette planète, car son atmosphère est très épaisse. « L’efficacité du transfert d’énergie du sol à l’atmosphère dépend de la différence de densité entre le sol et l’atmosphère », a expliqué Krishnamoorthy.
Sur Vénus, la densité de la croûte et celle de l’atmosphère sont plus semblables que sur Terre, « si bien que l’énergie circule à travers cette interface de manière beaucoup plus efficace que sur Terre », a-t-il ajouté. « Un niveau de mouvement du sol sur Vénus produira un signal atmosphérique environ 60 fois supérieur à celui que ce même niveau produirait sur Terre. »
Les ballons peuvent résister à l’acide sulfurique atmosphérique
La peau des ballons de Vénus est conçue pour résister à l’acide sulfurique atmosphérique, et pour refléter autant que possible la lumière du Soleil afin que leur hélium flottant reste frais et durable. Leur équipement de capture des infrasons serait en grande partie le même que celui des ballons terrestres, bien que les ingénieurs soient toujours à la recherche de moyens de miniaturiser cette charge utile.
Krishnamoorthy et ses collègues se préparent à une éventuelle mission sur Vénus en étudiant la quantité faible mais croissante des données provenant d’études sismo-acoustiques par ballons sur Terre, y compris les signaux d’un tremblement de terre qu’ils ont pu détecter. « Nous recueillons un grand nombre de détections afin de pouvoir commencer à voir des modèles et à établir un lien entre les propriétés du tremblement de terre et les signaux infrasonores », a-t-il déclaré.
Dans le cas du tremblement de terre détecté, par exemple, « l’une des choses que nous avons remarquées est que le signal de pression à basse fréquence était une copie presque exacte du signal de mouvement du sol », a déclaré Krishnamoorthy.
Calculer la magnitude et la localisation des événements sismiques
Combinés avec des modèles du sol et de l’atmosphère de Vénus, les chercheurs espèrent pouvoir un jour utiliser les données sismo-acoustiques pour calculer la magnitude et la localisation des événements sismiques sur cette planète.
La sismologie planétaire est devenue un domaine plus passionnant au cours des cinq dernières années, avec le déploiement réussi du sismomètre InSight sur Mars, a déclaré Krishnamoorthy. « Ce qui émerge, c’est qu’il existe peut-être un ensemble cohérent de règles qui peuvent être appliquées à toutes les planètes terrestres, et qu’il s’agit de différentes saveurs du même système d’équations. »
Source : Seismological Society of America
Crédit photo : NASA/JPL-Caltech