Les résultats de l’analyse d’échantillons lunaires suggèrent que, bien que la Terre et la Lune se soient formées à la suite d’un impact géant, elles ont surtout conservé leurs abondances primordiales d’éléments volatils, dont l’eau. Crédit : Image d’Adam Connell/LLNL
L’approvisionnement en eau de la Terre est extrêmement important pour sa capacité à maintenir la vie, mais d’où vient cette eau ? Était-elle présente lors de la formation de la Terre ou a-t-elle été apportée plus tard par des météorites ou des comètes de l’espace ?
La source de l’eau de la Terre est un débat de longue date et les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pensent avoir la réponse – et ils l’ont trouvée en examinant des roches lunaires.
Le système Terre-Lune s’est formé suite à l’impact de deux grands corps très tôt dans l’histoire de l’humanité. l’histoire du système solaireleurs histoires sont très liées. Et comme la lune est dépourvue de tectonique des plaques et d’altération, processus qui tendent à effacer ou à obscurcir les preuves sur Terre, la lune est en fait un excellent endroit pour chercher des indices sur l’histoire de l’eau sur Terre.
Même si près de 70 % de la surface de la Terre est couverte d’eau, la planète est relativement sèche par rapport à de nombreux autres objets du système solaire. Et la lune est encore plus sèche. La sagesse conventionnelle était que le manque d’espèces volatiles (comme l’eau) sur la Terre – et en particulier sur la lune – était dû à ce violent impact qui a provoqué un appauvrissement en éléments volatiles.
Mais en examinant la composition isotopique des roches lunaires, l’équipe a découvert que les corps impliqués dans l’impact qui a formé le système Terre-Lune avaient des niveaux très bas d’éléments volatils avant l’impact, et non à cause de celui-ci. Plus précisément, l’équipe a utilisé la quantité relative de l’isotope volatile et radioactif rubidium-87 (87Rb), qui est calculé à partir de son isotope fille, le strontium-87 (87Sr), pour déterminer le bilan de Rb dans le système Terre-Lune au moment de sa formation. L’équipe a constaté que parce que 87Sr, un indicateur du bilan volatil à long terme de la lune, était si faible, les corps qui sont entrés en collision devaient être secs au départ, et peu de choses avaient pu être ajoutées depuis.
“Soit la Terre est née avec l’eau que nous avons, soit nous avons été frappés par quelque chose qui était fondamentalement de l’eau pure H2O, avec pas grand chose d’autre dedans. Ces travaux éliminent les météorites ou les astéroïdes comme sources possibles d’eau sur Terre et plaident fortement en faveur de l’option ‘née avec'”, a déclaré le cosmochimiste Greg Brennecka, co-auteur de l’article.
En plus de réduire considérablement la source potentielle de l’eau sur Terre, ces travaux révèlent également que les grands corps qui sont entrés en collision doivent tous deux provenir du système solaire interne et que l’événement n’a pas pu se produire avant 4,45 milliards d’années, ce qui réduit considérablement la fenêtre de formation de la lune.
Selon Lars Borg, l’auteur principal de l’étude : “Il n’y avait que quelques types de matériaux qui auraient pu se combiner pour former la Terre et la lune, et ils n’étaient pas exotiques – ils étaient probablement tous les deux juste de grands corps qui se sont formés dans approximativement la même zone et qui se sont retrouvés l’un contre l’autre un peu plus de 100 millions d’années après la formation du système solaire… mais heureusement pour nous, c’est ce qu’ils ont fait.”
Référence : “L’origine des éléments volatils dans le système Terre-Lune” par Lars E. Borg, Gregory A. Brennecka et Thomas S. Kruijer, 14 février 2022, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2115726119
Cette recherche est publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences. Thomas Kruijer, scientifique du LLNL, a également contribué à cette recherche. Ces travaux ont été financés par NASA et le programme Laboratory Directed Research and Development.
