Lorsque la Terre a vu le jour, il faisait trop chaud pour l'eau. Mais d'où venait-elle alors? Deux nouvelles études révèlent comment Jupiter a joué un rôle.
L'humanité existe parce qu'il y a eu une véritable explosion. Et plus d'une fois. Pendant les heures de naissance du système solaire, les particules de poussière ont d'abord formé de petits morceaux, puis de gros astéroïdes. Des corps massifs fusionnaient constamment les uns avec les autres et se fondaient en un nouveau corps. En fin de compte, il ne restait que quelques débris planétaires, qui se sont progressivement frayés un chemin autour du soleil. C'est ainsi que la Terre est apparue il y a 4,5 milliards d'années.
Cette théorie de l'origine de la Terre est un compromis scientifique. Seulement, il ne répond pas à toutes les questions. D'où vient l'eau sur la planète bleue? Après tout, les chercheurs sont unanimes pour dire que lorsque la Terre s'est formée, il faisait trop chaud pour les molécules d'eau. Il existe plusieurs théories sur ses origines.
Deux études pertinentes à la fois promeuvent l'une des théories les plus récentes, selon laquelle Jupiter a joué un rôle de premier plan. L'eau et d'autres substances liquides ont été amenées sur Terre non pas comme ils le pensaient auparavant, à un stade ultérieur à l'aide de comètes et d'astéroïdes, mais déjà au premier stade de l'émergence de la planète.
Au début il y avait une chaleur
Au moment du bombardement spatial, la température à l'intérieur du système solaire était si élevée que l'eau n'existait que sous forme de gaz. Mais les jeunes planètes non formées ne pouvaient pas accepter ce gaz. Au lieu de cela, un fort vent solaire l'a emporté dans les profondeurs de l'espace. Ce n'est que plus tard que le composé chimique vital H20 est revenu du système solaire externe et froid. Quand? Et comment?
Les recherches menées par les scientifiques Mario Fischer-Gödde et Thorsten Kleine de l'Université de Münster indiquent que le mouvement étrange de la planète Jupiter pendant le premier million d'années du système solaire a ramené l'eau sur Terre. Ces données contredisent la théorie répandue selon laquelle l'eau s'est retrouvée sur Terre seulement à la dernière phase de l'origine de la Terre il y a 4,4 à 3,9 milliards d'années à l'aide de météorites et d'astéroïdes. Leur argument principal est l'élément rare Ruthénium.
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Le matériau a des propriétés spéciales. Il gravite vers le fer, sidérophile, comme disent les chercheurs, et donc, aux premiers stades de l'émergence de la planète, a pour la plupart coulé vers le noyau, qui contient du fer. Mais le ruthénium se trouve également dans les couches de la croûte terrestre et du manteau. Idéal pour Fischer-Gedde et Kleine, car ce faisant, ils savent quoi dire sur l'histoire récente de la Terre.
Jupiter errant
Le ruthénium terrestre a une composition spécifique. Il est composé d'atomes avec différents nombres de neutrons, d'isotopes et possède donc une sorte d'empreinte chimique que l'équipe pourrait comparer au ruthénium de jeunes météorites.
Selon l'origine des météorites, qui sont des restes du jeune système solaire, la composition de leur ruthénium diffère également. Les comètes contenant de l'eau du système solaire externe ont une empreinte digitale différente de celle des météorites sèches du système solaire interne. L'origine du manteau depuis la dernière étape de l'émergence de la Terre peut s'expliquer par là.
Les résultats de l'étude Fischer-Gedde indiquent que le manteau provient de météorites de la famille des chondrites enstatites. Les objets riches en eau du système solaire externe ne semblent pas s'être effondrés.
«Puisque nous pouvons exclure que l'eau est arrivée sur Terre avec les météorites, c'est arrivé juste avant cela», explique Torsten Kleine. Ses recherches étayent le modèle «Big Pivot», qui a été mis en place il y a seulement quelques années.
Conformément à ce modèle, le jeune Jupiter a dérivé vers le système solaire interne en raison de l'effet de l'enveloppe gazeuse de la planète. Lorsque Saturne est apparue plus tard, elle a de nouveau été tirée vers l'extérieur dans l'orbite d'aujourd'hui. Alors que la géante gazeuse poussait des matériaux rocheux vers le Soleil sur son chemin du retour, elle a projeté des météorites et de l'eau du système solaire externe vers la Terre. «Cela a amené de nombreux météores contenant de l'eau sur Terre à un moment donné», explique Kleine. Et cela s'est produit assez tôt dans l'histoire de la Terre.
Des météorites sans eau ont façonné la Terre
Une autre étude de Nicholas Daufas de l'Université de Chicago a soutenu les chercheurs dans leur théorie. Le chercheur américain s'est également tourné vers l'idée du ruthénium et l'a appliquée à plusieurs éléments simultanément. Tous apparaissent à la fois sur Terre et dans les météorites. Contrairement aux scientifiques allemands, il n'a pas testé ses hypothèses sur des éléments cosmiques réels, mais a développé sur la base des recherches disponibles un modèle mathématique sur l'origine du matériel terrestre. Selon lui, la Terre a émergé en deux phases. Dans la première étape, le matériau de construction a été formé par des météorites riches en eau du système solaire externe - environ un dixième de la masse de la Terre à l'époque - et des chondrites enstatite sans eau. À la deuxième étape, il n'y avait plus de météorites riches en eau, seules des chondrites enstatites étaient envoyées sur Terre.
Pas de données sur les comètes
Le problème est que tous les scientifiques n'ont étudié que les météorites, c'est-à-dire les corps célestes tombés sur Terre. «Nous supposons que le rapport des isotopes du ruthénium est moins cohérent avec le rapport avec la Terre, plus les comètes du Soleil apparaissent», explique Kleine. "Ainsi, nous excluons les corps célestes externes en tant que porteurs d'eau au dernier stade de l'origine de la Terre." Si, contrairement aux attentes, il existe des comètes à l'extérieur du système solaire qui ont les mêmes isotopes du ruthénium que la Terre, ce modèle ne fonctionnera plus.
Ce qui manque pour résoudre l'énigme de la source de l'eau terrestre, ce sont des données fiables sur ces corps célestes. Ils peuvent être fournis à partir d'expéditions de comètes. La mission Rosetta de l'Agence spatiale européenne n'ayant pas encore fourni suffisamment de données, les chercheurs misent sur de futurs projets. Cependant, aucune décision officielle concernant une telle mission n'a encore été prise.
Tobias Landwehr