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notre voie lactée. Photo prise dans la Drôme le 14 Août 2017
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La composition chimique de la Terre enfin expliquée
Franck Daninos
La composition chimique de la Terre et des autres planètes rocheuses du système solaire s’expliquerait par des phénomènes de vaporisation survenus il y a plusieurs milliards d’années.
ACCRÉTION. La Terre et les autres planètes telluriques du système solaire — Mercure, Mars et Vénus — se seraient formées suite à l'accrétion progressive de météorites pierreuses il y a 4,5 milliards d'années. Mais un problème préoccupe les astronomes depuis des décennies : les corps rocheux appelés “chondrites”, jamais altérés depuis qu'ils se sont écrasés à la surface de la Terre, n'ont pas la même composition chimique que les planètes auxquelles ils sont censés avoir donné naissance !
Deux études publiées dans Nature apportent des indices solides et complémentaires justifiant cette différence. Menée par des chercheurs de l’université de Bristol (Angleterre) et de l’université de Californie (États-Unis), la première a déterminé en quelles quantités deux isotopes du magnésium étaient présents dans les roches terrestres et martiennes et plusieurs astéroïdes. Les deux isotopes en question sont le magnésium-25 et le magnésium-24, ce dernier étant plus léger que le premier car il possède un neutron en moins dans son noyau atomique. Or les analyses indiquent que les roches terrestres et martiennes contiennent moins de magnésium-24 que les météorites pierreuses !
40 % de la masse de la Terre primitive auraient été vaporisés et dissipés dans l’espace
Cette déperdition résulterait des collisions extrêmement violentes entre corps rocheux lors de la formation des planètes telluriques. Elles auraient liquéfié les roches et vaporisé de grandes quantités de matière, les éléments volatiles légers en particulier qui seraient alors dissipés dans l’espace. Ces processus de vaporisation expliqueraient ainsi les proportions plus importantes de magnésium-25 dans les planètes rocheuses actuelles qu’à l’intérieur des chondrites. L’équipe anglo-américaine a vérifié cette hypothèse par des simulations numériques et conclu que “plus de 40% de la masse de la Terre a été perdu lors de sa formation” !
La deuxième étude a été conduite par des géophysiciens de l’université d’Oxford (Angleterre) qui ont reproduit ces phénomènes de vaporisation supposément à l’œuvre lors de la formation de la Terre. Pour cela, ils ont fait fondre des roches basaltiques (recueillies en Islande) à une température de plus de 1300 °C dans un environnement notamment appauvri en oxygène et analysé en quelles quantités les éléments volatiles comme l’argent, le germanium, le zinc ou l’indium se volatilisaient et s’échappaient ainsi de la lave en fusion. Puis les échantillons ont été refroidis et les pertes en éléments volatiles déterminées par des analyses chimiques. Or celles-ci ont révélé, là encore, que les types de déperditions en éléments chimiques reflétaient les quantités mesurées dans les roches terrestres actuelles, pour l'indium tout particulièrement. “Nous avons constaté que les déperditions en éléments volatiles, sur Terre, s’expliquaient beaucoup mieux par des phénomènes de fusion et de vaporisation des roches que par une simple accrétion de chondrites riches en éléments volatiles”, concluent ainsi ces chercheurs.
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