De nombreux volatiles de la Terre sont venus d’au-delà de Jupiter. Crédit : Imperial College London/NASA
Des chercheurs de l’Imperial College de Londres ont découvert l’origine lointaine probable des produits chimiques volatils de la Terre, dont certains forment les éléments constitutifs de la vie, grâce à l’analyse de météorites.
Les chercheurs ont découvert qu’environ 50 % de l’approvisionnement de la Terre en zinc, élément volatil, provenaient d’astéroïdes provenant du système solaire externe, au-delà de la ceinture d’astéroïdes qui englobe des planètes telles que
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” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>Saturne[{“attribute=””>Saturnet
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>Uranus[{“attribute=””>Uranus. On pense que ce matériau a également fourni d’autres substances volatiles cruciales, telles que l’eau.
Les volatils sont des éléments ou des composés qui passent facilement d’un état solide ou liquide à un état gazeux à des températures relativement basses. Ils comprennent les six éléments les plus fréquents dans les organismes vivants, ainsi que l’eau. A ce titre, l’ajout de ce matériau aura été important pour l’émergence de la vie sur Terre.
Avant cela, les chercheurs pensaient que la plupart des substances volatiles de la Terre provenaient d’astéroïdes qui se sont formés plus près de la Terre. Les découvertes révèlent des indices importants sur la façon dont la Terre en est venue à abriter les conditions spéciales nécessaires au maintien de la vie.
Planète bleue : les découvertes révèlent des indices sur l’origine de l’eau de la Terre.
Auteur principal, le professeur Mark Rehkämper, de
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>ImperialCollegedeLondres[{“attribute=””>ImperialCollegeLondondu Département des sciences et de l’ingénierie de la Terre, a déclaré : « Nos données montrent qu’environ la moitié de l’inventaire de zinc de la Terre a été livré par des matériaux provenant du système solaire externe, au-delà de l’orbite de Jupiter. Sur la base des modèles actuels de développement du système solaire précoce, c’était complètement inattendu.
Des recherches antérieures ont suggéré que la Terre s’est formée presque exclusivement à partir de matériaux internes du système solaire, ce qui, selon les chercheurs, était la source prédominante des produits chimiques volatils de la Terre. En revanche, les nouvelles découvertes suggèrent que le système solaire externe a joué un rôle plus important qu’on ne le pensait auparavant.
Le professeur Rehkämper a ajouté : « Cette contribution de matériaux du système solaire externe a joué un rôle vital dans l’établissement de l’inventaire terrestre des produits chimiques volatils. Il semble que sans la contribution des matériaux du système solaire externe, la Terre aurait une quantité de composés volatils bien inférieure à celle que nous connaissons aujourd’hui, ce qui la rend plus sèche et potentiellement incapable de nourrir et de maintenir la vie.
Les résultats ont été récemment publiés dans Science.
Pour mener à bien l’étude, les chercheurs ont examiné 18 météorites d’origines diverses – onze du système solaire interne, connues sous le nom de météorites non carbonées, et sept du système solaire externe, connues sous le nom de météorites carbonées.
Nous sommes maintenant plus près de comprendre l’abondance unique d’eau vitale sur Terre.
Pour chaque météorite, ils ont mesuré les abondances relatives des cinq formes différentes – ou isotopes – du zinc. Ils ont ensuite comparé chaque empreinte isotopique avec des échantillons de la Terre pour estimer la contribution de chacun de ces matériaux à l’inventaire de zinc de la Terre. Les résultats suggèrent que si la Terre n’incorporait qu’environ dix pour cent de sa masse à partir de corps carbonés, ce matériau fournissait environ la moitié du zinc terrestre.
Les chercheurs disent que les matériaux à forte concentration de zinc et d’autres constituants volatils sont également susceptibles d’être relativement abondants dans l’eau, ce qui donne des indices sur l’origine de l’eau de la Terre.
Le premier auteur de l’article, Rayssa Martins, doctorante au Département des sciences et de l’ingénierie de la Terre, a déclaré : “Nous savons depuis longtemps que des matériaux carbonés ont été ajoutés à la Terre, mais nos découvertes suggèrent que ces matériaux ont joué un rôle clé dans l’établissement notre budget d’éléments volatils, dont certains sont essentiels à l’épanouissement de la vie.
Ensuite, les chercheurs analyseront des roches de
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute=””>Mars[{“attribute=””>Mars, qui abritait de l’eau il y a 4,1 à 3 milliards d’années avant de se tarir, et la Lune. Le professeur Rehkämper a déclaré: “La théorie largement répandue est que la Lune s’est formée lorsqu’un énorme astéroïde s’est écrasé sur une Terre embryonnaire il y a environ 4,5 milliards d’années. L’analyse des isotopes du zinc dans les roches lunaires nous aidera à tester cette hypothèse et à déterminer si l’astéroïde en collision a joué un rôle important dans l’apport de substances volatiles, y compris l’eau, à la Terre.
Référence : « Nucleosynthetic isotope anomalies of zinc in meteorites contraint the origin of Earth’s volatiles » par Rayssa Martins, Sven Kuthning, Barry J. Coles, Katharina Kreissig et Mark Rehkämper, 26 janvier 2023, Science.
DOI : 10.1126/science.abn1021
L’étude a été financée par le Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC – qui fait partie de l’UKRI) et Rayssa Martins est financée par un doctorat du président de l’Imperial College London. Bourse.
