Une nouvelle étude d'une météorite basaltique rare appelée angrites suggère que les volatiles, qui sont des éléments à points d'ébullition relativement bas tels que l'eau, aurait pu être apportée sur notre planète par des météorites au cours des deux premiers millions d'années du système solaire.

Étant donné que des éléments tels que l'eau et le carbone sont des ingrédients essentiels à la vie sur Terre, les chercheurs ont hâte de savoir quand ils sont arrivés sur notre planète.

"Nous examinons actuellement autant de corps parents de météorites que possible pour déterminer où ils se trouvaient dans le système solaire primitif et combien d'eau ils avaient, " dit Adam Sarafian, un récent doctorat dans le département de la Terre, Atmosphérique, et la science planétaire au Massachusetts Institute of Technology. "Nous essayons de construire une carte du tout premier système solaire interne. Où était l'eau, où allait-il et d'où venait-il ?"

Sarafian est l'auteur principal d'un article décrivant les résultats de l'étude sur l'angrite dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta.

L'histoire de l'eau

Des météorites d'Angrite se sont formées très tôt dans le système solaire interne, il y a environ 4,56 milliards d'années. À ce moment, la Terre n'avait probablement encore que 20 % de sa taille actuelle, tandis que Mars, qui s'est formé plus rapidement, était probablement proche de sa taille actuelle. Les scientifiques ne savent pas à quelle vitesse Mercure et Vénus se sont formées.

Pendant ce temps, le système solaire intérieur était un endroit chaud et sec. Les protoplanètes et les astéroïdes avaient des surfaces en fusion et, quand dans le magma, même un élément tel que le carbone, qui a un point d'ébullition de 4, 800 degrés Celsius (8672 degrés Fahrenheit), est considéré comme un volatile. Il n'a donc pas été clair quand délicat, des éléments à bas point d'ébullition tels que l'eau sont montés à bord, d'autant plus que l'hydrogène nécessaire à la fabrication des molécules d'eau aurait été emporté par les températures élevées.

« Est-ce que l'hydrogène était fondamentalement dépourvu de ces roches et au début du système solaire intérieur ? » demanda Sarafian.

Sarafian et ses collègues ont mesuré un minéral commun dans les météorites basaltiques, appelé olivine, pour les éléments volatils hydrogène, carbone, fluor et chlore. Étant donné que le basalte se forme lors du refroidissement de la roche ignée (en fusion), la conversion de la teneur en éléments volatils de l'olivine se traduit facilement par la composition de la fonte basaltique.

« Une fois que nous connaissons la composition de la masse fondue, nous pouvons alors calculer quelle était la teneur en eau d'un corps planétaire, ", a déclaré Sarafian.

L'équipe a découvert que l'astéroïde parent des angrites avait probablement environ 20 pour cent de la teneur en eau actuelle de la Terre. Bien que le pourcentage soit faible en termes modernes, cette quantité d'eau dans le système solaire primitif indique que l'eau était assez abondante il y a 4,56 milliards d'années, même lorsque le système solaire intérieur était encore chaud. (Les chercheurs n'ont pas encore identifié l'astéroïde spécifique qui a donné naissance à tous les angrites, mais la recherche est en cours.)

L'origine de l'eau de la Terre

Différentes sources d'eau dans le système solaire sont couramment comparées à l'eau de la Terre en mesurant le rapport de l'isotope d'hydrogène deutérium à l'hydrogène (D à H). Bien que cette étude spécifique n'ait pas mesuré ce ratio, une étude Sarafian publiée plus tôt en 2017 dans la revue Transactions philosophiques de la Royal Society A a montré que l'eau du corps parent angrite correspond parfaitement à la composition de l'eau de la Terre. Cela suggère que l'eau trouvée dans les angrites et l'eau de la Terre primitive provenaient de la même source.

"C'est une hypothèse assez simple de dire que l'eau de la Terre a au moins commencé à s'accumuler sur Terre très tôt, avant même que la planète ne soit complètement formée, " dit Sarafian. " Cela signifie que lorsque la planète s'est suffisamment refroidie pour que l'eau liquide puisse être stable à la surface, il y avait déjà de l'eau ici."

Au moment où la Terre était complètement formée il y a 4,54 milliards d'années, Mars avait déjà 20 millions d'années d'avance en tant que masse stable avec de l'eau et d'autres substances volatiles à sa surface, comme le carbone, fluor, et le chlore, ajoute Sarafian. D'autres recherches ont montré de nombreuses preuves de la présence d'eau à la surface de Mars dans un passé ancien, à travers des éléments tels que d'anciens lits de rivières et des minéraux formés dans l'eau, comme l'hématite.

L'équipe de Sarafian a également estimé la taille du corps du parent angrite, en utilisant la teneur en eau et en carbone des angrites. La teneur en eau et en carbone dépend de la pression, ainsi, en estimant la pression, les chercheurs pourraient alors en déduire la taille. L'astéroïde angrite était probablement aussi gros que l'astéroïde Vesta, qui mesure environ 525 kilomètres (326 miles) de diamètre. La Terre a un diamètre environ 25 fois plus grand que Vesta.