L’origine mystérieuse de l’eau de la Terre peut être expliquée par l’énergie solaire

Les preuves des astéroïdes montrent que les particules chargées du soleil peuvent transformer les grains de poussière en eau – un processus qui pourrait également être utile pour l’exploration spatiale

Par Jonathan O’Callaghan

Le vent solaire du soleil a peut-être joué un rôle clé dans l’apport d’eau à la Terre, résolvant un mystère vexant sur l’origine des mers et des océans de notre planète.

Des études sur les météorites ont montré qu’elles étaient étonnamment riches en eau, suggérant qu’au début de l’histoire de notre planète, il y a 4,6 milliards d’années, les astéroïdes entrants ont livré de l’eau et a permis à la Terre de devenir le monde habitable que nous voyons aujourd’hui. Cependant, la composition de l’eau dans les météorites ne correspond pas exactement à celle de la Terre : la version extraterrestre contient plus de deutérium, une forme plus lourde d’hydrogène, indiquant qu’il doit y avoir eu une autre source d’eau sur notre planète.

Luc Daly à l’Université de Glasgow, au Royaume-Uni, et ses collègues pensent avoir résolu le problème. En étudiant un seul grain de matière renvoyé par l’astéroïde Itokawa par le vaisseau spatial japonais Hayabusa en 2010, ils ont trouvé des preuves que l’astéroïde avait été irradié par des particules dans le vent solaire, transformant une petite quantité de chaque grain de poussière en eau. « Pour chaque mètre cube de [asteroid material], vous auriez 20 litres d’eau », explique Daly.

Le vent solaire se compose en grande partie d’ions hydrogène émis par le soleil, qui se combinent avec des atomes d’oxygène dans la roche astéroïde pour produire de l’eau. Des recherches antérieures ont montré que des astéroïdes comme Itokawa peut contenir beaucoup d’eau, mais l’origine de cette eau n’était pas claire.

On pense que notre système solaire était abondant en poussière dans ses premières phases, de sorte qu’une partie de celle-ci aurait pu être transformée en eau par le vent solaire, avant de ruisseler sur la surface de la Terre après sa formation. Surtout, cette eau contient moins de deutérium que celle délivrée par les astéroïdes. « Vous pourriez produire les océans de la Terre en mélangeant ces deux réservoirs », explique Daly.

Ashley King au Natural History Museum de Londres affirme que si les scientifiques ont déjà discuté du rôle du vent solaire dans l’eau de la Terre, il y a peu de preuves que ce processus a lieu. « C’est une preuve réelle que cela se produit », dit-il. « C’est génial. Nous pouvons montrer que mélanger cela avec des météorites nous donne un très bon match pour les océans de la Terre. »

La méthode utilisée pour faire la découverte impliquait d’étudier les atomes individuels de l’astéroïde à l’aide d’une technique connue sous le nom de tomographie par sonde atomique, qui pourrait être utile dans de futures études. Daly espère utiliser la même méthode pour étudier les grains de l’astéroïde Ryugu retourné par la mission Hayabusa 2 en 2020 rechercher des effets similaires. « Ça va être vraiment intéressant de voir si nous voyons la même chose », dit-il.

Les résultats pourraient également avoir des implications pour l’exploration spatiale. « Chaque surface rocheuse aura de petits grains qui ont été irradiés par le vent solaire », explique Daly. « Si nous voulons mettre en place des installations permanentes d’habitation humaine sur d’autres mondes, vous pouvez regarder le [dust] comme moyen de produire de l’eau.

Référence de la revue : Astronomie de la nature, DOI : 10.1038/s41550-021-01487-w