Publié le 10 avril 2020 Mis à jour le 10 avril 2020

Emmenée par Cédric Gillmann – Université libre de Bruxelles, projet EOS ET-HoME -, une équipe de chercheurs démontre que l'eau est là depuis la formation de la Terre. Publiée dans la revue Nature Geoscience, cette découverte a de profondes implications en termes d'habitabilité de la Terre, de Vénus et de Mars car elle suggère que les planètes se sont probablement formées avec leur budget d'eau quasi-complet, et l’ont lentement perdu avec le temps.

Alors que tout le monde s’accorde sur le fait que notre planète bleue est riche en eau, cette observation semble contradictoire, d'abord, avec l'exploration des autres planètes rocheuses à la surface aride, et ensuite, avec l'idée d'un impact géant entre la proto-Terre et un embryon planétaire de la taille de Mars, dont serait issu la Lune. Un tel événement aurait dû vaporiser l’eau préexistante, et dessécher la Terre primitive.

Nous avons donc deux options pour expliquer la présence d'eau sur Terre après un tel impact géant : soit l'eau a été rapportée plus tard, après la catastrophe, notamment par des astéroïdes glacés ou riches en eau ; soit l'impact géant n'était pas assez important pour vaporiser toute l'eau sur Terre.

En raison de l'importance de l'eau pour l’émergence et la pérennité de la vie, la question de l'origine de l'eau sur Terre est primordiale. La principale difficulté pour répondre à cette question est que notre planète a perdu toutes les traces de sa formation en raison de son activité géologique intense.

Pour enquêter sur l’origine de l’eau terrestre, une équipe de modélisateurs et de géochimistes dirigée par Cédric Gillmann – laboratoire G-Time, Faculté des Sciences, Université libre de Bruxelles, financé par le projet EOS ET-HoME - a voyagé - numériquement - bien au-delà de la Terre : jusqu'à Vénus.

Alors que la Terre et Vénus sont souvent considérées comme sœurs jumelles, leurs évolutions géologiques et climatiques respectives ont divergé de façon spectaculaire dans le passé. Cela a conduit à l’atmosphère vénusienne actuelle, avec ses 92 bars, chauffée par un effet de serre infernal jusqu'à 470°C, à l’opposé des conditions douces et de la pression modérée à la surface de la Terre.

Cependant, l'activité volcanique et le dégazage de Vénus sont réduits par rapport à la Terre, car elle a un couvercle stagnant à la place de la tectonique des plaques terrestres. Plus important encore, un tel mode de convection implique très peu de recyclage des espèces volatiles dans le manteau.

Ainsi, en dépit de ses conditions infernales, l'évolution de l'atmosphère de Vénus au cours des temps géologiques est beaucoup plus facile à modéliser. De plus, en raison de leur proximité, la Terre et Vénus devraient avoir reçu le même type de matériau extraterrestre au cours de leur histoire. Tous ces aspects se combinent pour faire de Vénus un endroit parfait pour étudier l'évolution primitive des planètes terrestres.

En utilisant des simulations numériques d’impacts par différents types d'astéroïdes contenant différentes quantités d'eau, l'équipe a découvert que les collisions avec des astéroïdes riches en eau ne peuvent pas expliquer la composition actuelle de l'atmosphère de Vénus. Cela signifie que le matériau apporté à Vénus - et donc à la Terre - après le dernier impact géant devait être sec, ce qui  limite drastiquement l’apport d’eau tardif.

Comme l'eau est bien évidemment présente aujourd'hui sur notre planète, cela implique qu’elle doit être là depuis la formation de la Terre, probablement enfouie profondément au départ pour pouvoir survivre à l'impact géant.

Cette idée a de très profondes implications en termes d'habitabilité de la Terre, Vénus et Mars, car elle suggère que les planètes se sont probablement formées avec leur budget d'eau quasi-complet, et l’ont lentement perdu avec le temps. Comme Mars est beaucoup plus petite, elle a probablement perdu toute son eau rapidement alors que la vie se développait sur Terre. Dans le cas de Vénus, ces résultats apportent  un éclairage complémentaire sur les travaux récents suggérant que des océans d'eau liquide ont pu perdurer à la surface de la planète, et aident à estimer la quantité maximale d'eau envisageable. Ils aideront également à préparer la prochaine génération de missions spatiales pour Vénus.

 

Contact scientifique

Cédric Gillmann, Laboratoire G-Time, Faculté des Sciences
E-mail: Cedric.Gillmann@ulb.ac.be GSM: sur demande

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