La Terre et Mars contiennent des niveaux étonnamment faibles d’éléments tels que le cuivre et le zinc, essentiels à la chimie planétaire et à la vie potentielle. Une nouvelle étude renverse l’ancienne théorie, montrant que ces éléments étaient abondants dans les premiers éléments constitutifs des planètes. Les véritables dégâts se sont probablement produits lors de collisions spatiales épiques ultérieures, plutôt qu’au début de la période de formation comme on le pensait auparavant. Cette découverte révolutionne notre compréhension de la formation des planètes habitables comme la Terre.
Collisions planétaires lors de la formation des planètes au début du système solaire. Source de l'image : Kouji Kanba
Depuis des décennies, les scientifiques tentent de percer un mystère fondamental : d’où viennent les éléments clés de la Terre ? Pourquoi certains de ces éléments disparaissent-ils ? Une nouvelle étude apporte une réponse inattendue qui remodèle notre compréhension de la formation de la Terre.
L'étude, dirigée par Damanveer Grewal, professeur adjoint à l'Arizona State University et en collaboration avec des chercheurs de Caltech, de l'Université Rice et du MIT, remet en question les connaissances de longue date sur les raisons pour lesquelles la Terre et Mars sont déficientes en éléments modérément volatils (MVE). Ces éléments, tels que le cuivre et le zinc, sont essentiels à la chimie planétaire et existent souvent aux côtés d'ingrédients essentiels au maintien de la vie, tels que l'eau, le carbone et l'azote. Retracer leurs origines est crucial pour comprendre comment la Terre est devenue habitable.
Expériences d'impact sans collision pour la magnétisation laser. Source de l’image : Hui-bo Tang et al.
L'étude, publiée dans la revue Science Advances, a utilisé une nouvelle approche pour étudier les météorites ferreuses. Les météorites de fer sont les restes riches en métaux d’anciens blocs de construction planétaires, ou planètes, qui se sont formés au début du système solaire.
"Nous avons trouvé des preuves solides que les premières planètes du système solaire interne étaient étonnamment riches en ces éléments", a déclaré Grewal. "Cette découverte remodèle notre compréhension de la manière dont les planètes acquièrent leurs ingrédients."
Auparavant, les scientifiques pensaient que les MVE disparaissaient soit parce qu’ils ne se condensaient jamais complètement au début du système solaire, soit parce qu’ils s’échappaient au cours du processus de différenciation planétaire. Cependant, cette étude révèle une histoire différente : de nombreuses premières planètes ont conservé leurs MVE, ce qui suggère que les éléments constitutifs de la Terre et de Mars ont été perdus au cours des périodes ultérieures de violentes collisions cosmiques, qui ont façonné leur formation.
Spectres expérimentaux de vitesse ionique et simulations PIC unidimensionnelles. Source de l’image : Hui-bo Tang et al.
Étonnamment, l’équipe a découvert que de nombreuses planètes intérieures du système solaire conservent des abondances de MVE de type chondrite, ce qui suggère qu’elles ont accumulé et préservé le MVE au fur et à mesure de leur différenciation. Cela suggère que les ancêtres de la Terre et de Mars n'étaient pas initialement déficients en ces éléments, mais ont été progressivement perdus au cours d'une croissance collisionnelle à long terme, plutôt qu'une condensation incomplète ou une différenciation planétaire dans la nébuleuse solaire.
"Notre étude redéfinit notre compréhension de l'évolution chimique planétaire", a expliqué Grewal. "Cela montre que les éléments constitutifs de la Terre et de Mars étaient à l'origine riches en ces éléments essentiels à la vie, mais que de violentes collisions lors de la croissance des planètes ont conduit à leur épuisement."
Compilé à partir de / scitechdaily