Des comètes auraient contribué à former l’atmosphère de la Terre

Des échantillons de roches de plus de trois milliards d’années ont fourni un aperçu de l’atmosphère terrestre à cette période. La composition isotopique du xénon renforce l’hypothèse que des comètes auraient contribué à sa formation.

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 : des ingrédients prébiotiques ont-ils été apportés par des comètes ou bien ne se sont-ils formés que dans la soupe primitive ? Pour l’atmosphère également, la contribution de corps extraterrestres est possible mais pas prouvée.

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.

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 composés, le xénon, et plus précisément les proportions de ses différents isotopes, les a mis sur la piste.

Terre archéen

Illustration de la terre à la période de l’archéen (Source : NASA/GSFC).

En effet, quand la future Terre se formait par accrétion, elle n’a pu retenir les éléments les plus volatils, notamment les gaz rares comme le xénon. Leur présence au sein de la planète implique donc des dotations tardives, venues de l’espace. Le Soleil et les météorites ont pu contribuer à enrichir en gaz rares le manteau de la jeune Terre en formation. La composition du cocktail d’isotopes devrait permettre, comme une empreinte digitale, de retrouver la source. Mais cette analyse ne conduit qu’au « paradoxe du xénon » : la Terre a trop de versions lourdes de cet élément, comparativement au « Q-Xe » (le chondritique, donc celui des astéroïdes) et le « SW-Xe » (celui du vent solaire). Ce qui a amené les scientifiques à postuler un mystérieux « U-Xe » (peut-être pour unknown, inconnu), purement théorique.

« 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. C’est une façon idéale pour découvrir d’où vient l’atmosphère ». Selon ces chercheurs, leur analyse montre que la source de xénon correspond bien à ce U-Xe théorique et que les comètes ont pu assurer cet apport lors de la fin de l’accrétion.

« 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 éléments volatils et les objets qui ont pu les apporter ».

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 « goûter » à la chimie de l’atmosphère de cette période (mésoarchéen) et inférer que les comètes ont bien pris part à sa constitution.

Source : Futura-Sciences

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