Source: The Conversation – France in French (2) – By Ingrid Blanchard, Chargée de recherche CNRS, Centre national de la recherche scientifique (CNRS); Sorbonne Université
L’ESSENTIEL
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Depuis les années 1970, on pensait que la Terre avait connu un épisode d’apport tardif de matériel via des météorites : la théorie du « vernis tardif ».
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Une nouvelle étude vient remettre en cause cette théorie.
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Ce résultat permet une nouvelle vision de l’accrétion de la Terre, de la Lune et des autres planètes telluriques du système solaire.
La Terre s’est formée il y a 4,5 milliards d’années, par une succession de collisions entre des météorites. Il a été proposé dans les années 1970 que la Terre ait connu un épisode d’apport tardif de matériel via des météorites (aussi appelé vernis tardif ou « late veneer » en anglais) à la fin de sa formation.
En effet, les scientifiques avaient alors observé que le manteau terrestre présentait des teneurs en certains éléments (les éléments hautement sidérophiles, avec une forte affinité pour le fer, tels que l’or et le platine) qui ne semblaient pouvoir être expliquées que par une arrivée tardive de météorites, une fois la planète refroidie. Cet apport de matériel afin d’expliquer les abondances en éléments hautement sidérophile du manteau terrestre a été utilisé afin de proposer que les éléments indispensables au développement de la vie tels que le carbone et l’hydrogène aient été apportés au même moment. Cette hypothèse permettait donc de résoudre deux des grandes questions de la géochimie simultanément.
Notre étude, publiée dans Science Advances, propose un autre scénario dans lequel les conditions extrêmes qui régnaient lors de la formation de la Terre permettent d’expliquer les teneurs en éléments hautement sidérophiles du manteau, sans avoir recours à un apport tardif massif de matériel. Si le vernis tardif n’a pas lieu, ou n’est pas aussi abondant que proposé précédemment, il devient difficile d’expliquer l’arrivée sur Terre des ingrédients nécessaires au développement de la vie par ce biais. Ainsi, notre étude propose, par extension, que ceux-ci aient été présents sur Terre dès le début de la formation de notre planète.
Dans cette étude, nous avons recréé au laboratoire les conditions de pressions et de températures extrêmes de la différenciation terrestre, qui sont de l’ordre de plusieurs centaines de milliers de fois la pression atmosphérique et plusieurs milliers de degrés Celsius. En effet, lors de sa formation, notre planète était couverte d’un océan magmatique d’une profondeur de plus de 1500 km au sein duquel les éléments chimiques se sont séparés en fonction de leurs affinités pour le métal ou le magma. C’est ainsi que se sont formés les deux principaux réservoirs terrestres que sont le noyau métallique et le manteau silicaté. Cette différenciation noyau-manteau, qui a duré plusieurs dizaines de millions d’années, est fondamentale dans l’histoire de la Terre, car une fois achevée, les échanges chimiques ne sont plus possibles.
Pour reproduire les conditions de la formation terrestre, nous avons utilisé des cellules à enclumes de diamants couplées à un chauffage laser. L’analyse des échantillons synthétisés a mis en évidence le rôle prépondérant de la température sur le partage entre le noyau et le manteau des éléments hautement sidérophiles étudiés (l’or, le rhénium, le palladium, l’iridium et l’osmium). En effet, aux conditions de la formation du noyau terrestre, ces éléments sont bien moins sidérophiles, et voient leur affinité pour les silicates augmenter. En utilisant des modèles numériques de formation de la Terre, cette étude montre que les teneurs mantelliques de ces éléments peuvent être expliquées par les effets de hautes températures qui avaient lieu lors de la différenciation terrestre.
Ce résultat permet une nouvelle vision de l’accrétion de la Terre, de la Lune et des autres planètes telluriques du système solaire sans faire appel à un important vernis tardif. Il s’agit d’une avancée majeure, car le vernis tardif avait été proposé depuis plusieurs décennies comme vecteur d’éléments volatils indispensables au développement de la vie. Nous proposons donc que les éléments tels que l’eau et le carbone aient été présents très tôt dans l’histoire de la Terre, et non apportés une fois la différenciation terminée.
Ingrid Blanchard a reçu des financements de la Deutsche Forschungsgemeinschaft, de European Union’s Horizon 2020 research and innovation program
– ref. Et si les éléments indispensables au développement de la vie étaient présents sur Terre depuis bien plus longtemps qu’on ne le pensait ? – https://theconversation.com/et-si-les-elements-indispensables-au-developpement-de-la-vie-etaient-presents-sur-terre-depuis-bien-plus-longtemps-quon-ne-le-pensait-292624