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Nous ne savons pas comment la vie a émergé sur Terre, mais une chose est certaine : la vie telle que nous la connaissons sur notre planète n’existerait pas sans les océans, les fleuves, les rivières et la pluie.

Notre planète est la seule connue pour abriter la vie, et la seule sur laquelle on trouve de l’eau liquide en abondance (les lunes sont une autre histoire). D’énormes points d’interrogation subsistent quant à l’origine de cette eau, mais de nouvelles recherches suggèrent qu’elle était présente dans le système solaire avant même la formation de la Terre.

Selon une équipe dirigée par le géochimiste Jérôme Aléon, du Muséum national d’histoire naturelle français, les isotopes de l’eau présents dans une météorite datant de la naissance du système solaire correspondent aux isotopes de l’eau trouvée sur Terre aujourd’hui.

« La composition isotopique initiale de l’eau dans le système solaire est d’une importance capitale pour comprendre l’origine de l’eau sur les corps planétaires mais reste inconnue, malgré de nombreuses études », écrivent les chercheurs dans leur article.

« Ici, nous utilisons la composition isotopique de l’hydrogène dans les inclusions riches en calcium-aluminium (CAI) des météorites primitives, les plus anciennes roches du système solaire, pour établir la composition isotopique de l’hydrogène de l’eau au début de la formation du système solaire. »

Certains types de météorites peuvent agir comme des capsules temporelles de la naissance du système solaire. Une étoile naît d’un nuage de gaz et de poussière qui s’effondre sous l’effet de sa propre gravité, ce que l’on appelle l’effondrement de l’enveloppe protostellaire.

Pendant ce temps, la matière du nuage qui l’entoure s’aplatit pour former un disque qui alimente l’étoile en croissance et en rotation. Une fois la croissance terminée, ce qui reste du nuage forme tout le reste du système de l’étoile : planètes, astéroïdes, comètes, etc.

Beaucoup de ces objets sont même plus anciens que la Terre ; la datation radiométrique suggère que la Terre s’est formée il y a 4,54 milliards d’années. Et, par pure chance, certaines de ces roches atterrissent ici même, à notre porte.

L’ensemble du processus d’accrétion chauffe et comprime généralement ces matériaux primordiaux dans des formes qui effacent les traces de leurs origines. L’analyse de sa teneur en eau est donc un défi.

Pourtant, il arrive que des échantillons de roches parviennent à la surface de la Terre sans présenter de signes de surcuisson, ce qui offre aux chercheurs une occasion unique.

La météorite d’Efremovka, trouvée au Kazakhstan en 1962, contient des éléments qui ont été datés de 4,57 milliards d’années. C’est cette météorite, et ses anciennes inclusions riches en calcium et en aluminium, qu’Aléon et ses collègues ont analysé, en utilisant une nouvelle technique développée spécialement à cet effet.

Pour mesurer la teneur en eau de la météorite, ils ont utilisé l’imagerie par faisceau d’ions focalisés pour identifier et sonder tous les minéraux de leur échantillon, en comparant les résultats avec huit matériaux de référence terrestres présentant une large gamme de teneurs en eau. Ils ont ensuite examiné le rapport des isotopes de l’hydrogène dans la météorite.

Ces rapports, de manière fascinante, peuvent être utilisés pour identifier la signature de l’eau. Les isotopes sont des variantes d’un élément avec un nombre différent de neutrons ; le deutérium – également appelé hydrogène lourd – possède un proton et un neutron. Le protium, ou hydrogène léger, possède un proton et aucun neutron.

L’hydrogène étant l’un des composants de l’eau, le rapport entre ces deux isotopes dans les roches peut nous renseigner sur l’eau à laquelle la roche a été exposée. Par exemple, le protium est l’isotope d’hydrogène dominant ici sur Terre. Sur Mars, le deutérium est l’isotope dominant, ce qui nous indique que quelque chose pourrait dépouiller le protium, plus léger.

Les minéraux et les ratios de la météorite d’Efremovka ont révélé que, au cours des 200 000 premières années de l’histoire de notre système solaire, avant la formation des planétésimaux (c’est-à-dire des graines de planètes), deux grands réservoirs de gaz existaient. L’un de ces réservoirs contenait le gaz solaire à partir duquel la matière du système solaire a fini par se condenser.

L’autre, a découvert l’équipe, était riche en eau. Cette eau provenait probablement d’un afflux massif de matière interstellaire tombée vers le système solaire interne au moment de l’effondrement de l’enveloppe protostellaire.

Et, fait fascinant, cette eau est très similaire à l’eau de la Terre dans sa composition isotopique. Cela suggère que l’eau était présente dans le système solaire primitif dès sa création, avant même que la Terre ne soit un scintillement dans le disque protoplanétaire.

« La composition isotopique de l’hydrogène omniprésente observée dans les planétésimaux telluriques de grande taille et de formation précoce a été atteinte au cours des 100 000 premières années du système solaire, en raison d’un afflux massif de matière interstellaire directement dans le système solaire interne, plutôt que d’être produite dans un disque protoplanétaire plus évolué », écrivent les chercheurs.

Cette recherche a été publiée dans Nature Astronomy.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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