La façon classique de donner naissance à des planètes
Selon les modèles actuels, les planètes naissent des restes d’étoiles. Les étoiles se forment à partir d’une nébuleuse d’un nuage de poussière et de gaz lorsqu’un amas dense de matière s’effondre sous l’effet de la gravité. Ce cluster tourne et emballe plus de matériel de lui-même dans le nuage, créant un disque tourbillonnant autour d’une nouvelle étoile. Dans le disque, la poussière et les gaz s’accumulent davantage, créant les noyaux des planètes et des systèmes planétaires.
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Selon les indications de notre propre système solaire, ce système semble s’être formé de la même manière, il y a environ 4,6 milliards d’années. Cependant, la réponse à la question de savoir comment et quand les éléments individuels ont été incorporés dans les corps planétaires est plus compliquée.
Selon les modèles actuels, les gaz volatils sont devenus une partie des planètes à un moment où ces planètes se sont formées à partir de la nébuleuse solaire. Parce que la planète est chaude et pâteuse à ce stade, ces volatils sont libérés dans l’océan igné mondial, qui est la planète en formation, et à mesure que le manteau planétaire se refroidit, ils s’échappent, en partie sous forme gazeuse, dans l’atmosphère.
Des volatils supplémentaires fourniront à la planète un bombardement de météorites, car les volatils liés aux météorites carbonées, appelées chondrites, sont libérés après la désintégration de ces météorites lors de l’impact avec la planète.
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L’intérieur de la planète devrait ainsi refléter la composition de la nébuleuse solaire, tandis que la composition de son atmosphère est principalement influencée par les substances volatiles provenant des météorites. La différence entre les deux sources peut être reconnue, par exemple, par les rapports isotopiques des gaz nobles, en particulier le krypton.
Mars comme bon exemple
Et parce que Mars s’est formé et solidifié relativement rapidement (en environ quatre millions d’années, alors qu’il a fallu environ 100 millions d’années pour que la Terre se compare), c’est une bonne formule pour les toutes premières étapes du processus de formation de la planète.
“Nous pouvons reconstituer la distribution des composés volatils au cours des premiers millions d’années du système solaire”, explique la géochimiste Sandrine Péron, anciennement de l’Université de Californie à Davis et aujourd’hui de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich.
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Bien sûr, cela nécessite des informations d’entrée, et c’est en ce sens, selon les scientifiques, que la météorite de Chassigny est littéralement et littéralement un cadeau du ciel. Sa composition en gaz nobles diffère de la composition de l’atmosphère martienne, suggérant qu’un morceau de roche détaché du manteau planétaire martien et éjecté dans l’espace, proviendrait à l’origine d’un intérieur planétaire formé à partir de la nébuleuse solaire.
Cependant, mesurer les rapports isotopiques exacts du krypton est relativement difficile et pas toujours réussi. Par conséquent, Péron, avec un collègue de l’Université de Californie, le géochimiste Sujoy Mukhopadhyay, a utilisé une nouvelle technique utilisant un laboratoire de gaz rares à la disposition de l’université.
Quelque chose est différent…
Mais cette nouvelle mesure a montré une chose étrange. Le rapport des isotopes du krypton dans la météorite de Chassigny était proche du rapport que nous associons aux chondrites. Et il leur ressemblait remarquablement. “La composition interne de Mars est presque purement chondritique”, a déclaré Péron. “C’est très clair.”
Selon elle, cela suggère que les météorites ont apporté des substances volatiles sur Mars bien plus tôt que les scientifiques ne le pensaient auparavant, c’est-à-dire avant que la nébuleuse solaire ne soit diffusée par le rayonnement solaire.
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Si cette théorie est correcte, alors l’ordre des événements était le suivant : Mars a acquis l’atmosphère de la nébuleuse solaire après le refroidissement de son océan igné global ; sinon, les gaz chondritiques et nébuleux seraient beaucoup plus mélangés que l’équipe ne l’a noté.
Mais cela signifie un autre mystère. Donc, si les rayons du soleil ont finalement brûlé les restes de la nébuleuse, ils auraient dû brûler l’atmosphère de la nébuleuse sur Mars. Mais le krypton atmosphérique devait être préservé quelque part. Selon l’équipe, peut-être dans les calottes polaires. “Mais cela nécessiterait que Mars soit froide immédiatement après son accrétion”, a déclaré Mukhopadhyay.
Selon lui, l’étude, en pointant vers les gaz chondritiques à l’intérieur de Mars, soulève des questions intéressantes sur l’origine et la composition de l’atmosphère primitive de Mars.
