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L’eau de la Terre et celle de la Lune pourraient avoir la même origine

Illustration artistique de l'impact entre la Terre et Théia. Par Courtesy NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Une récente étude suggère que l’eau est arrivée sur Terre suite à l’impact qui mena à la formation de la Lune il y a environ 4,4 milliards d’années.

Ce sont, à la base, de sujets d’étude bien distincts. D’une part la formation de la Lune, et de l’autre l’apparition des océans. Cette nouvelle théorie, signée de chercheurs de l’Université de Münster en Allemagne, propose de rassembler ces deux événements. Une sorte de cause à effet qui permit, il y a plusieurs milliards d’années, l’apparition de la vie. Les détails de l’étude sont publiés dans Nature Astronomy.

Nous savons que la Lune s’est formée suite à la collision de la Terre avec une protoplanète de la taille de Mars, appelée Théia. Jusqu’à présent, nous pensions que cet objet provenait du système solaire interne. Or, il semblerait que ce n’ait jamais été le cas. Théia serait originaire non pas de notre quartier cosmique, mais du système solaire externe. Et si l’on part de ce principe-là, ça change tout.

Un système en deux parties

Le système solaire se structure en deux parties. Le système interne, qui comprend les météorites “non carbonées”, relativement “sèches”, et le système externe, où se trouvent les météorites dites “carbonées”, riches en eau. Notre planète s’étant formée dans le système interne, il est donc étonnant d’y voir autant d’eau. Si l’on part du principe – comme le suggèrent de nombreuses études – que ce sont bien les matériaux carbonés qui sont probablement responsables de l’apport de l’eau sur la Terre, une question se pose alors : quand et comment ces matériaux riches en eau sont-ils arrivés sur Terre ?

Pour tenter de le savoir, les chercheurs se sont tournés vers les isotopes du molybdène (un oligo-élément). Ces derniers nous permettent en effet de distinguer les matériaux carbonés et non carbonés. En d’autres termes, en étudiant les isotopes de ces éléments, vous pouvez savoir s’ils viennent de l’extérieur ou de l’intérieur de notre système.

eau Théia Terre
Illustration artistique de l’impact entre la Terre et Théia, il y a 4,4 milliards d’années. Crédits : Wikipédia.

L’eau venue de “l’extérieur”

Les mesures effectuées par les chercheurs de Münster suggèrent que la composition isotopique du molybdène de la Terre se situe entre celles des météorites carbonées et non carbonées. Cela, disent-il, nous montre qu’une partie des molybdènes de la Terre provient du système extérieur.

Nous savons par ailleurs que, d’un point de vue chimique, le molybdène a une affinité particulière avec le fer. Ainsi, la grande majorité de cet élément s’est retrouvée dans le noyau ferreux de la Terre au moment de sa formation. Si nous avons accès à cet élément aujourd’hui (celui qui n’est pas dans le noyau), cela implique donc le fait qu’une partie du molybdène est arrivée sur Terre plus tard. Après sa formation. « Le molybdène accessible aujourd’hui (étudié par les chercheurs) provient donc des tout derniers stades de la formation de la Terre, alors que le reste provient de phases antérieures à la formation du noyau terrestre », explique le docteur Christoph Burkhardt, co-auteur de l’étude.

Théia responsable ?

Ces résultats suggèrent ainsi que des matières carbonées, riches en eau ont bel et bien atterri sur Terre, en provenance directe du système solaire externe. Et ce peu après la formation de la celle-ci. Et pour les chercheurs, ces matériaux nous auraient finalement été déposés par la fameuse Théia. En percutant la Terre il y a environ 4,4 milliards d’années, la protoplanète n’aurait alors pas seulement entraîné la formation de la Lune, mais aussi “déposé” toutes ses molécules d’eau sur notre planète.

Cette théorie ne tient que si l’on part du principe que Théia est venue de l’extérieur, mais elle permet, pour la première fois, d’associer l’origine de l’eau sur Terre avec la formation de notre satellite.

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