La Terre aurait toujours été riche en eau

Terre

La Terre est la seule planète connue à posséder de l'eau liquide à sa surface, une caractéristique fondamentale pour expliquer l’apparition de la vie. Mais cette eau était-elle présente dès l’origine dans les roches qui ont formé notre planète ? A-t-elle été apportée plus tard par des astéroïdes et comètes ayant bombardé la Terre ? Ou est-elle un mélange de ces deux sources ? Dans la revue Science, ce 28 août 2020, des scientifiques du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CNRS/Université de Lorraine) apportent leur pierre à ce débat en montrant que la majorité de l’eau aujourd’hui présente sur Terre y est sans doute depuis l’origine. La Terre s’est pourtant formée dans une région du Système solaire où régnaient des températures trop élevées pour que l'eau condense et s'agglomère aux autres solides sous forme de glace, ce qui a longtemps favorisé l’hypothèse d'un apport tardif de l'eau. Cependant, la quantité d'eau présente dans les roches ayant formé la Terre n’avait jamais été précisément estimée. Les scientifiques nancéiens se sont intéressés à des météorites de composition analogue à celle de la Terre, les chondrites à enstatite1. Et plus précisément au petit nombre d’entre elles qui, peu chauffées au cours de leur histoire, présentent encore une composition primitive. Grâce à deux techniques complémentaires, ils ont mesuré leur teneur en hydrogène et localisé précisément une partie de celui-ci. Résultat : les roches primitives de la Terre auraient contenu l’équivalent en eau d’au moins trois fois les océans, et peut être beaucoup plus ! L’hydrogène de ces météorites a par ailleurs la même composition isotopique2 que celui de l’eau stockée dans le manteau terrestre. Quant à celle des océans, elle est compatible avec un mélange de 95 % d’eau de ces chondrites et seulement 5 % d’eau apportée par des comètes ou astéroïdes hydratés. La Terre pourrait donc bien avoir hérité de ses matériaux constitutifs l’immense majorité de son eau.

photo de métérorite
Un morceau d'environ 10 cm de la météorite Sahara 97096, l’une des chondrites à enstatite étudiées. Des concentrations d'eau de l'ordre de 0,5 % en poids y ont été mesurées, et une partie de l’hydrogène a pu être localisé dans les chondres (sphères blanches visibles sur la photo).
Echantillon appartenant au Muséum national d'Histoire naturelle (Paris).
© Christine Fieni / Laurette Piani

 

  • 1. Très rares, elles représentent moins de 2 % des météorites. Treize ont été rassemblées pour cette étude, mais certaines étaient altérées et seules 11 ont été considérées comme ayant une teneur en eau « originelle ».
  • 2. Une molécule d’eau est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène. Comme de nombreux éléments chimiques, l’hydrogène peut exister sous différentes versions, appelées isotopes, qui se distinguent par leur masse.
Bibliographie

Earth’s water may have been inherited from material similar to enstatite chondrite meteorites, Laurette Piani, Yves Marrocchi, Thomas Rigaudier, Lionel G. Vacher, Dorian Thomassin, Bernard Marty. Science, 28 août 2020. DOI : 10.1126/science.aba1948

Contact

Laurette Piani
Chercheuse CNRS
Véronique Etienne
Attachée de presse CNRS