Un nouvel aperçu des origines extraterrestres de nos lacs, rivières et océans

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature rapproche les scientifiques de la réponse à cette question. Dirigés par Megan Newcombe, professeur adjoint de géologie à l’Université du Maryland, les chercheurs ont analysé des météorites fondues qui flottaient dans l’espace depuis la formation du système solaire il y a 4,5 milliards d’années. Ils ont découvert que ces météorites avaient une teneur en eau extrêmement faible – en fait, elles faisaient partie des matériaux extraterrestres les plus secs jamais mesurés.

Ces résultats, qui permettent aux chercheurs de les exclure comme la principale source d’eau de la Terre, pourraient avoir des implications importantes pour la recherche d’eau – et de vie – sur d’autres planètes. Cela aide également les chercheurs à comprendre les conditions improbables qui se sont alignées pour faire de la Terre une planète habitable.

“Nous voulions comprendre comment notre planète a réussi à obtenir de l’eau parce que ce n’est pas complètement évident”, a déclaré Newcombe. “Obtenir de l’eau et avoir des océans de surface sur une planète petite et relativement proche du soleil est un défi.”

L’équipe de chercheurs a analysé sept météorites fondues, ou achondrites, qui se sont écrasées sur la Terre des milliards d’années après avoir éclaté d’au moins cinq planétésimaux – des objets qui sont entrés en collision pour former les planètes de notre système solaire. Dans un processus connu sous le nom de fusion, bon nombre de ces planétésimaux ont été chauffés par la désintégration d’éléments radioactifs au début de l’histoire du système solaire, les obligeant à se séparer en couches avec une croûte, un manteau et un noyau.

Parce que ces météorites ne sont tombées sur Terre que récemment, cette expérience était la première fois que quelqu’un mesurait leurs volatils. Liam Peterson, étudiant diplômé en géologie de l’UMD, a utilisé une microsonde électronique pour mesurer leurs niveaux de magnésium, de fer, de calcium et de silicium, puis a rejoint Newcombe au Carnegie Institution for Science’s Earth and Planets Laboratory pour mesurer leur teneur en eau avec un instrument de spectrométrie de masse à ions secondaires.

“Le défi de l’analyse de l’eau dans des matériaux extrêmement secs est que toute eau terrestre à la surface de l’échantillon ou à l’intérieur de l’instrument de mesure peut être facilement détectée, ce qui altère les résultats”, a déclaré le co-auteur de l’étude, Conel Alexander, scientifique à la Carnegie Institution for Science. .

Pour réduire la contamination, les chercheurs ont d’abord cuit leurs échantillons dans un four à vide à basse température pour éliminer toute eau de surface. Avant que les échantillons puissent être analysés dans le spectromètre de masse à ions secondaires, les échantillons ont dû être de nouveau séchés.

“J’ai dû laisser les échantillons sous une pompe turbo – un vide de très haute qualité – pendant plus d’un mois pour puiser suffisamment dans l’eau terrestre”, a déclaré Newcombe.

Certains de leurs échantillons de météorites provenaient du système solaire interne, où se trouve la Terre et où les conditions sont généralement supposées avoir été chaudes et sèches. D’autres échantillons plus rares provenaient des confins extérieurs plus froids et plus glacés de notre système planétaire. Alors que l’on pensait généralement que l’eau arrivait sur Terre depuis le système solaire externe, il reste à déterminer quels types d’objets auraient pu transporter cette eau à travers le système solaire.

“Nous savions que de nombreux objets du système solaire externe étaient différenciés, mais il était en quelque sorte implicitement supposé que, parce qu’ils provenaient du système solaire externe, ils devaient également contenir beaucoup d’eau”, a déclaré Sune Nielsen, co-auteur de l’étude et géologue à la Woods Hole Oceanographic Institution. “Notre article montre que ce n’est définitivement pas le cas. Dès que les météorites fondent, il ne reste plus d’eau.”

Après avoir analysé les échantillons de météorite achondrite, les chercheurs ont découvert que l’eau représentait moins de deux millionièmes de leur masse. À titre de comparaison, les météorites les plus humides – un groupe appelé chondrites carbonées – contiennent jusqu’à environ 20 % d’eau en poids, soit 100 000 fois plus que les échantillons de météorites étudiés par Newcombe et ses co-auteurs.

Cela signifie que le chauffage et la fonte des planétésimaux entraînent une perte d’eau quasi totale, indépendamment de l’origine de ces planétésimaux dans le système solaire et de la quantité d’eau avec laquelle ils ont commencé. Newcombe et ses co-auteurs ont découvert que, contrairement à la croyance populaire, tous les objets du système solaire extérieur ne sont pas riches en eau. Cela les a amenés à conclure que l’eau a probablement été livrée sur Terre via des météorites non fondues ou chondritiques.

Newcombe a déclaré que leurs découvertes avaient des applications au-delà de la géologie. Les scientifiques de nombreuses disciplines – et en particulier les chercheurs sur les exoplanètes – s’intéressent à l’origine de l’eau de la Terre en raison de ses liens profonds avec la vie.

“L’eau est considérée comme un ingrédient permettant à la vie de s’épanouir, alors que nous regardons dans l’univers et trouvons toutes ces exoplanètes, nous commençons à déterminer lequel de ces systèmes planétaires pourrait être un hôte potentiel pour la vie “, a déclaré Newcombe. “Afin de pouvoir comprendre ces autres systèmes solaires, nous voulons comprendre le nôtre.”