L'eau est essentielle à la vie sur Terre et est l'une de nos ressources naturelles les plus précieuses. Mais vu comment notre planète s'est formée, il est assez surprenant de voir combien d'eau nous avons encore. La Terre s'est agrégée à partir d'un nuage de gaz et de poussière – un disque protoplanétaire – et était d'une chaleur incandescente pendant les premiers millions d'années. Sa surface a été maintenue en fusion par les impacts de comètes et d'astéroïdes. L'intérieur de la Terre était également (et est toujours) maintenu liquide par une combinaison de chauffage gravitationnel et de désintégration des isotopes radioactifs.

Cela signifie que s'il y avait de l'eau initiale (et des composés organiques) sur la Terre, il devrait avoir bouillir rapidement. Alors, comment se fait-il qu'il y ait beaucoup d'eau sur notre planète aujourd'hui - d'où vient-elle réellement ? Une nouvelle étude surprenante, Publié dans Avancées scientifiques , suggère qu'un type d'astéroïde que nous pensions ne pas contenir beaucoup d'eau pourrait être responsable – démontrant simultanément que le système solaire est probablement beaucoup plus humide qu'on ne le pensait auparavant.

Les scientifiques débattent depuis longtemps de l'origine exacte de l'eau de la Terre. Une théorie suggère qu'il aurait pu être capturé à partir des astéroïdes et des comètes qui sont entrés en collision avec lui. Un autre soutient que l'eau a toujours été présente dans les roches du manteau terrestre et a été progressivement libérée à la surface par les volcans.

Grâce à la mission japonaise Hayabusa, nous avons maintenant de nouvelles preuves. Le vaisseau spatial a ramené une précieuse cargaison de grains récupérés à la surface de l'astéroïde 25143 Itokawa en 2010. Les chercheurs à l'origine de la nouvelle étude ont pu analyser la teneur en eau de deux grains. Ils ont utilisé un kit sophistiqué appelé microsonde ionique, qui bombarde un échantillon avec un faisceau d'ions (atomes chargés) afin de sonder la composition de sa surface.

L'expérience n'a pas été facile - les grains sont minuscules, moins de 40 microns (un millionième de mètre) de diamètre, et chaque grain était composé de plusieurs minéraux différents. La microsonde ionique devait se concentrer sur un minéral spécifique dans chaque grain afin que les auteurs puissent recueillir les données requises. L'espèce de minéral qu'ils ont analysée était un silicate de fer et de magnésium connu sous le nom de pyroxène, qui est presque entièrement exempt de calcium.

Ce type de substance n'est généralement pas associé à l'eau - en effet, il est considéré comme un Minéral Nominalement Anhydre (NAM). Le réseau d'un cristal de pyroxène ne contient pas de sites vacants pour les molécules d'eau de la même manière que, par exemple, un minéral argileux le fait – sa structure n'est donc pas nécessairement propice à l'absorption d'eau. Cependant, la sensibilité de la technique utilisée par les auteurs était telle qu'ils pouvaient détecter et mesurer d'infimes quantités d'eau.

Les résultats ont été surprenants :les grains contenaient jusqu'à 1, 000 parties par million d'eau. Connaissant la composition d'Itokawa, les chercheurs ont alors pu estimer la teneur en eau de l'ensemble de l'astéroïde, ce qui se traduit par entre 160 et 510 parties par million d'eau. C'est plus que prévu - des mesures à distance de deux corps similaires (également des astéroïdes de type S) ont révélé que l'un contenait 30 et l'autre 300 parties par million d'eau.

Source improbable

L'eau est faite d'hydrogène et d'oxygène. Mais ces éléments se présentent sous forme d'isotopes différents, ce qui signifie qu'ils peuvent avoir un nombre différent de neutrons dans leur noyau atomique (les neutrons sont des particules qui composent le noyau avec les protons). Les chercheurs ont examiné la composition isotopique de l'hydrogène de l'eau et ont découvert qu'elle était très proche de celle de la Terre, suggérant que l'eau sur Terre a la même source que celle des grains de Hayabusa.

Les résultats soulèvent plusieurs questions intéressantes, le premier est de savoir comment tant d'eau s'est retrouvée dans des minéraux nominalement anhydres ? Les auteurs suggèrent que, lors de leur formation, les grains ont absorbé l'hydrogène du disque protoplanétaire, lequel, aux températures et pressions élevées de la nébuleuse solaire, combiné avec de l'oxygène dans les minéraux pour produire de l'eau.

Jusque là, si raisonnable. Mais comment est-il possible que l'eau soit restée dans les minéraux ? Après tout, ils provenaient d'un astéroïde de type S – un astéroïde qui se forme dans la partie interne et la plus chaude du système solaire. Itokawa a eu une histoire complexe de métamorphisme thermique et de collision, atteignant des températures au moins aussi élevées que 900°C. Mais les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour prédire combien d'eau serait perdue dans ces processus - et il s'est avéré que cela représentait moins de 10 % du total.

L'eau de la Terre

Mais comment tout cela est-il lié à l'eau de la Terre ? Les chercheurs pensent qu'après l'absorption d'eau par les grains du disque protoplanétaire, les minéraux se sont agrégés et collés ensemble pour former des cailloux et éventuellement des corps plus gros tels que des astéroïdes.

Si ce mécanisme fonctionnait pour les astéroïdes, cela pourrait également être vrai pour la Terre - peut-être que son eau d'origine provenait de ces minéraux qui se sont réunis pour aider à former la Terre. Alors que l'eau a ensuite été perdue au début de l'histoire de la Terre, il a été ajouté à nouveau lors de collisions par les nombreux astéroïdes de type S - comme l'implique la similitude de la composition isotopique de l'hydrogène entre la Terre et Itokawa.

Ce regard neuf sur un vieux problème - l'origine de l'eau de la Terre - a produit une conclusion surprenante, celui qui suggère qu'une grande population d'astéroïdes du système solaire interne pourrait contenir beaucoup plus d'eau qu'on ne l'avait imaginé.

Alors qu'il y a de l'eau partout dans le système solaire, le fait qu'il soit caché à l'intérieur des minéraux signifie qu'il n'y a pas toujours une goutte à boire.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.