Si vous avez déjà été en mer ou visité un littoral, vous avez probablement regardé la vaste étendue de l’océan et vous êtes demandé : « Comment toute cette eau est-elle arrivée ici ? La réponse remonte aux origines de la Terre il y a environ 4,5 milliards d’années. À cette époque, les planétésimaux et autres corps riches en eau transportaient de l’eau vers notre planète encore en croissance. Une découverte récente d’une population auparavant inconnue de tels astéroïdes entre Mars et Jupiter semble prouver ce point.
Un groupe international de géoscientifiques a utilisé le télescope infrarouge de la NASA à Hawaï pour mesurer les spectres de ces mondes dits « à faible albédo » (ou « sombres »). Les caractéristiques de la lumière réfléchie sur leurs surfaces montrent quels éléments chimiques et minéraux s’y trouvent. À partir de ces mesures, l’équipe de recherche a créé un modèle des astéroïdes nouvellement découverts.
Mesurer les astéroïdes sombres
“Les mesures astronomiques permettent l’identification d’astéroïdes de type Cérès d’un diamètre aussi petit que 100 kilomètres, actuellement situés dans une région confinée entre Mars et Jupiter près de l’orbite de Cérès”, a déclaré le Dr Driss Takir, astrophysicien au Johnson Space de la NASA. Centre et auteur principal de l’étude. Les spectres infrarouges de l’équipe soutiennent une conclusion selon laquelle, tout comme Cérès, il y a des minéraux à la surface des astéroïdes découverts qui proviennent de l’interaction avec l’eau liquide. De plus, ces astéroïdes sombres conservent un enregistrement des planétésimaux primordiaux du système solaire et des conditions dans la nébuleuse solaire.
“Ce sont les restes des matériaux de construction à partir desquels les planètes de notre système solaire ont été créées il y a quatre milliards et demi d’années”, a déclaré le Dr Mario Trieloff de l’Institut des sciences de la Terre à Heidelberg, en Allemagne. Il fait partie de l’équipe d’étude. “Dans ces petits corps et leurs fragments, les météorites, nous trouvons de nombreuses reliques qui pointent directement vers le processus de formation des planètes.”
Comment l’eau des astéroïdes s’est-elle retrouvée sur Terre ?
Le consensus général aujourd’hui parmi les planétologues est qu’une grande partie de l’eau de la Terre est arrivée par le biais de corps plus petits. Ils se sont écrasés pour former des corps plus grands qui se sont eux-mêmes écrasés pour créer notre planète natale. Ces « restes » sombres et riches en eau de la formation du système solaire avaient des « inclusions » d’eau. Ceux-ci pourraient être de petits dépôts de fluide à l’intérieur des roches ou même des couches de glace.
Ou, ils ont des minéraux « hydratés ». Essentiellement, l’eau existe à l’intérieur d’eux dans le cadre de la structure cristalline de la roche. Les silicates (roches composées principalement de silicium et d’oxygène et constituant une grande partie de la croûte terrestre) en sont de bons exemples. Certains pourraient avoir des minéraux argileux (phyllosilicates). Certes, de nombreux astéroïdes plus gros montrent des preuves de ces types d’hydratation. Si vous en rassemblez suffisamment, comme cela s’est produit avec la formation de la Terre, l’eau se retrouve dans le corps en croissance, avec les minéraux.
Ces petits mondes sont également assez poreux, ce qui indique aux scientifiques qu’ils font partie de l’inventaire original du système solaire. « Peu de temps après la formation des astéroïdes, les températures n’étaient pas assez élevées pour les transformer en une structure rocheuse compacte ; ils ont conservé le caractère poreux et primitif typique des planètes de glace extérieures situées loin du soleil », a expliqué le Dr Wladimir Neumann, membre de l’équipe du professeur Trieloff. Cette porosité donne également foi à leurs qualités riches en eau.
Ce que les astéroïdes riches en eau de la ceinture nous disent sur l’histoire du système solaire ancien
Les propriétés des objets de type Cérès dans l’étude et leur présence dans une zone relativement étroite de la ceinture d’astéroïdes extérieure ont des implications intéressantes. Ils se sont probablement formés pour la première fois dans une région froide à la périphérie de notre système solaire, comme Cérès l’a probablement fait. Les perturbations gravitationnelles dans les orbites de grandes planètes comme Jupiter et Saturne – ou « instabilité des planètes géantes » – ont modifié la trajectoire de ces astéroïdes. Finalement, ils se sont retrouvés dans la ceinture d’astéroïdes d’aujourd’hui.
Comme les astéroïdes plus petits qui lui ressemblent par leur composition, Cérès a une composante de glace d’eau. Une partie de cette glace se trouve dans la couche de surface et une autre est cachée à l’intérieur. Des dépôts de sels d’ammonium près de l’un des cratères de Cérès suggèrent qu’il est né dans le système solaire externe. Les perturbations causées par la migration de Jupiter vers sa position actuelle ont également déplacé Cérès vers sa position actuelle. Cela a envoyé cette planète naine vers sa maison actuelle dans la Ceinture. Ces mêmes perturbations ont également déplacé d’autres planétésimaux et astéroïdes. Finalement, ils sont devenus une partie d’autres mondes plus proches du Soleil.
Cette histoire ancienne se reflète aujourd’hui dans les océans de la Terre et les dépôts de glace d’eau actuels de Mars. Ainsi, la prochaine fois que vous serez au bord de la mer, ce que vous voyez faisait partie d’un bombardement d’astéroïdes et de comètes glacés. Ils ont acheminé l’eau des régions extérieures du système solaire vers les mondes nouvellement formés du système solaire intérieur.
Pour plus d’informations
Identification d’une classe inconnue d’astéroïdes riches en eau
Accrétion tardive d’astéroïdes de type Cérès et leur implantation dans la ceinture principale externe
Version ArXiv de l’article Nature.
