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Jun 08, 2023

Une serre fraîche et incontrôlable sans océan de magma en surface

Nature volume 620, pages 287-291 (2023)Citer cet article 1613 Accès 149 Détails Altmetric Metrics Atmosphères de vapeur d'eau avec un contenu équivalent à celui des océans terrestres, résultant d'impacts1 ou

Nature volume 620, pages 287-291 (2023)Citer cet article

1613 Accès

149 Altmétrique

Détails des métriques

Il a été constaté que les atmosphères de vapeur d'eau ayant un contenu équivalent à celui des océans de la Terre, résultant d'impacts1 ou d'une forte insolation2,3, donnaient un océan de magma de surface4,5. C'était cependant une conséquence de l'hypothèse d'une structure entièrement convective2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. Ici, nous rapportons, à l'aide d'un modèle climatique cohérent, que les atmosphères de vapeur pure sont généralement façonnées par des couches radiatives, ce qui rend leur structure thermique fortement dépendante du spectre stellaire et du flux de chaleur interne. La surface est plus froide lorsqu'un profil adiabatique n'est pas imposé ; la fonte de la croûte terrestre nécessite une insolation plusieurs fois supérieure à celle d'aujourd'hui, ce qui n'arrivera pas pendant la séquence principale du Soleil. La surface de Vénus peut se solidifier avant que l'atmosphère de vapeur ne s'échappe, ce qui est à l'opposé des travaux antérieurs4,5. Autour des étoiles les plus rouges (Teff < 3 000 K), les océans de magma de surface ne peuvent pas se former par le seul forçage stellaire, quelle que soit leur teneur en eau. Ces découvertes affectent les signatures observables des atmosphères de vapeur et les relations masse-rayon des exoplanètes, modifiant radicalement les contraintes actuelles sur la teneur en eau des planètes TRAPPIST-1. Contrairement aux structures adiabatiques, les profils radiatifs-convectifs sont sensibles aux opacités. De nouvelles mesures d'opacités à haute pression mal contraintes, en particulier loin des bandes d'absorption de H2O, sont ainsi nécessaires pour affiner les modèles d'atmosphères de vapeur, qui sont des étapes importantes dans l'évolution des planètes telluriques.

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Les données générées par les codes atmosphériques Exo_k et Generic PCM et utilisées dans cette étude sont disponibles sur https://doi.org/10.5281/zenodo.6877001.

Exo_k est un logiciel open source. Une documentation complète sur son installation et son utilisation est disponible sur http://perso.astrophy.u-bordeaux.fr/~jleconte/exo_k-doc/index.html. Le PCM générique (Generic Global Climate Model ; anciennement connu sous le nom de LMDZ.generic) utilisé dans ce travail est la v.2528, et il peut être téléchargé avec la documentation depuis le référentiel SVN à l'adresse https://svn.lmd.jussieu.fr/Planeto. /trunk/LMDZ.GENERIC/. Plus d'informations et de documentation sont disponibles sur http://www-planets.lmd.jussieu.fr.

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