Des comètes auraient contribué à la formation de l’atmosphère terrestre

impact astéroïde
Illustration d’un impact géant d’astéroïde ou de comète -- Crédit : Ig0rZh, fotolia

Grâce à des échantillons de roches datant de plus de 3 milliards d’années, des chercheurs ont obtenu un aperçu de l’atmosphère terrestre à cette période. La présence d’une forme rare de xénon, élément très volatil, renforce l’hypothèse que des comètes auraient pris part à sa composition.

L’origine de l’eau sur Terre est une vieille lune pour les scientifiques. Vient-elle majoritairement de la chute de comètes et d’astéroïdes ou plutôt des entrailles de la Planète bleue ? Idem pour la vie : est-elle d’origine extraterrestre (les comètes auraient apporté les ingrédients prébiotiques) ou la soupe primitive mijotait dans le chaudron terrestre ? Le problème se pose aussi pour certains éléments dans l’atmosphère qui l’ont rendu possible. D’où viennent-ils ? Difficile de trancher, donc l’enquête continue.

Dans une étude qui vient de paraître dans Nature Communications, une équipe internationale emmenée par Guillaume Avice du CRPG (Centre de recherches pétrographiques et géochimiques) et de l’université de Lorraine (Nancy) sous l’impulsion du professeur Bernard Marty, également du CRPG, apporte quelques éléments de réponse pour la question de l’atmosphère terrestre. Leurs résultats de l’analyse de roches très anciennes renforcent l’hypothèse d’une origine cométaire.

la Terre durant l'archéen
Illustration de la Terre à la période de l’archéen — Crédit : NASA, GSFC, Francis Reddy

Un parfum de l’atmosphère primitive

Pour avoir un aperçu de l’atmosphère qui régnait sur Terre il y a plus de trois milliards d’années, les chercheurs ont regardé par la fenêtre de minuscules bulles d’eau piégées dans des quartz trouvés dans des forages en Afrique du Sud. Parmi les différents composés, la présence d’une forme extrêmement rare de xénon, le U-Xe les a mis sur la piste. En effet, on ne trouve pas d’ordinaire cet élément très volatil sur Terre. Le Soleil relativement proche l’aurait chassé dans l’espace peu après la naissance de notre Planète. Pour eux, il n’a donc pu qu’être ajouté à l’atmosphère primitive.

« Nous avons mesuré la quantité et l’abondance isotopique du xénon dans l’air datant de 3,3 milliards d’années avec une précision inégalée », assure l’auteur principal. Ce gaz noble, chimiquement inerte et ayant neuf isotopes, « en fait une façon idéale pour découvrir d’où vient l’atmosphère ». Et qui mieux que les comètes auraient pu l’apporter ?

« La raison pour laquelle les océans et l’atmosphère existent est que les substances volatiles ont été ajoutées après que la Terre se soit formée, explique Ray Burgess, de l’École des sciences de la Terre et de l’environnement à Manchester, coauteur de l’étude. Le puzzle consiste à identifier d’où proviennent les volatiles et les objets qui ont pu les apporter ». Seulement, la difficulté principale que rencontrent les chercheurs est que leurs traces ont été souvent effacées, malaxées par les « processus géologiques au cours de la longue histoire géologique de la Terre ». Grâce aux échantillons de roches de la région de Barberton, datant de 3,3 milliards d’années, et plutôt bien conservés, ils ont donc pu « gouter » à la chimie de l’atmosphère de cette période (mésoarchéen) et inférer que les comètes ont pris part à sa constitution.

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