C’est par des mesures spectroscopiques et de polarisation que les nuages de Vénus furent d’abord étudiés dans les années 1960. La présence d’acide sulfurique ne fut clairement établie, sur cette base, qu’en 1973 et confirmée par les analyses in situ au cours de plusieurs missions soviétiques à partir de Venera-12 (1978) et de la mission américaine Pioneer Venus (1979).
Nuages dans la haute atmosphère
Toutes ces particules en phase liquide se forment à très haute altitude, au niveau du somment de la couche supérieure des nuages, là où le rayonnement ultraviolet du soleil conduit à la photolyse de certains constituants atmosphériques.
En particulier, le gaz SO2 forme SO3 en réagissant avec O, produit de la photolyse du CO2, puis enfin H2SO4 à partir de H2O, qui passé à l'état liquide en raison de la pression partielle des espèces gazeuses soufrées dans le gaz environnant.
Nuages dans la basse atmosphère
A l'inverse, dans la basse atmosphère, on assiste à la décomposition des fines gouttelettes d'acide sulfurique H2SO4 migrant à travers la structure stratifiée des nuages à la faible vitesse d'environ 1 mm s-1, elles sont vaporisées lorsqu'elles atteignent les couches plus chaudes de l'atmosphère à la base de la couche inférieure des nuages, vers 40 km d'altitude.
La vue représente l’atmosphère moyenne turbulente et nuageuse correspondant a des altitudes comprises entre 50 et 55 km au dessus de la surface. La couleur rouge indique la chaleur radiante émise par l’atmosphère basse brillant à travers la couche de nuages qui apparaissent quelque 10 fois plus sombres que les trous plus brillants entre les nuages.
Cette couche nuageuse est à une température de -30°C. Les nuages apparaissent duveteux et formant de grandes masses compactes ; plus au Nord, ils s’étendent en filaments orientés d’est en ouest, et aux pôles, ils forment une couverture totale.
Des phénomènes UV fascinants dans l'atmosphère de Vénus
Les observations ultraviolettes de la couche nuageuse ont révélé un phénomène intrigant. Certaines zones absorbent la moitié de l'énergie solaire reçue par la planète et la réémettent sous forme de rayonnement ultraviolet.
De nombreuses explications, de différents niveaux de fantaisie, ont été avancées: à 50 km d'altitude, les microbes pourraient se nourrir d'avides sulfuriques et utiliser la lumière UV dans un processus photosynthétique exotique pour extraire de l'énergie. C'est une hypothèse d'exobiologie extrême mais pour la vérifier, il faudrait s'y rendre avec des sondes à ballonnet.
On apperçoit par exemple une structure horizontale en forme de Y près de l’équateur. Des structures similaires ont été observées par les sondes Mariner 10 et Galileo. Cette structure pourrait indiquer la présence d’ondes atmosphériques, analogues aux cellules de hautes et basses pressions sur Terre.
Les nuages aux hautes latitudes semblent suivre les lignes de même latitude. Les régions plus sombres indiquent la localisation des nuages à haute teneur en acide sulfurique près des sommets des nuages
Ces images montrent l'énergie thermique émise par la basse atmosphère à travers les nuages. Crédits NASA.