Les scientifiques ont une nouvelle théorie sur la formation de notre planète.
En plus de répondre au mystère de l’origine de notre planète, cette théorie expliquerait la composition chimique particulière de la Terre. Et elle pourrait aider à raconter l’histoire d’autres planètes comme la nôtre.
“La théorie dominante en astrophysique et en cosmochimie est que la Terre s’est formée à partir d’astéroïdes chondritiques. Il s’agit de blocs de roche et de métal relativement petits et simples qui se sont formés très tôt dans le système solaire”, explique Paolo Sossi, professeur de planétologie expérimentale à l’ETH Zurich.
“Le problème de cette théorie est qu’aucun mélange de ces chondrites ne peut expliquer la composition exacte de la Terre, qui est beaucoup plus pauvre en éléments légers et volatils comme l’hydrogène et l’hélium que ce à quoi nous nous attendions.”
Les chercheurs ont avancé de nombreuses idées au fil des ans pour expliquer cela, suggérant que les collisions des matières premières qui ont formé la Terre ont généré une énorme quantité de chaleur et vaporisé les éléments les plus légers.
Cependant, la composition isotopique de la Terre semble suggérer autre chose : “Les isotopes d’un élément chimique ont tous le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons. Les isotopes ayant moins de neutrons sont plus légers et devraient donc pouvoir s’échapper plus facilement”, a déclaré le professeur Sossi.
“Si la théorie de la vaporisation par chauffage était correcte, nous trouverions moins de ces isotopes légers sur Terre aujourd’hui que dans les chondrites d’origine. Mais c’est précisément ce que les mesures isotopiques ne montrent pas.”
Les chercheurs ont commencé à chercher une meilleure réponse. On pense que les planètes du système solaire se sont formées au fil du temps, les petits grains se transformant en planétésimaux – petits corps de gaz et de poussières accrétés – en accumulant de la matière via leur attraction gravitationnelle.
Contrairement aux chondrites, les planétésimaux ont été suffisamment chauffés pour créer une séparation entre leur noyau métallique et leur manteau rocheux ; de plus, les planétésimaux formés à différents endroits autour du Soleil, ou à différentes époques, peuvent avoir des compositions chimiques étonnamment différentes.
L’équipe a effectué des simulations de milliers de planétésimaux entrant en collision pour voir s’ils pouvaient produire des corps similaires à Mercure, Vénus, la Terre et Mars. Les simulations montrent que non seulement un mélange de plusieurs planétésimaux différents aurait pu former la Terre, mais qu’une planète ayant la composition de la Terre est le résultat statistiquement le plus probable.
“Même si nous l’avions soupçonné, nous avons trouvé ce résultat très remarquable”, déclare le professeur Sossi.
“Nous avons maintenant non seulement un mécanisme qui explique mieux la formation de la Terre, mais nous avons aussi une référence pour expliquer la formation des autres planètes rocheuses”, dit le chercheur.
“Le mécanisme pourrait être utilisé, par exemple, pour prédire comment la composition de Mercure diffère de celle des autres planètes rocheuses. Ou comment les exoplanètes rocheuses d’autres étoiles pourraient être composées.”
