Une étude menée par l'USTC révèle que les stades précoces et tardifs de l'évolution planétaire sont essentiels pour comprendre l'abondance de l'azote dans les silicates terrestres, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur l'origine des substances volatiles de la Terre. Crédit : Issues.fr.com
Cette recherche souligne que la fusion-volatilisation précoce et l’accrétion tardive de matériaux riches en substances volatiles font partie intégrante de la compréhension de la distribution de l’azote dans la Terre silicatée. Ces informations ouvrent de nouvelles voies pour comprendre les origines des substances volatiles sur Terre.
Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Wang Wenzhong de l'École des sciences de la Terre et de l'espace de l'Université des sciences et technologies de Chine, en partenariat avec des experts internationaux, a étudié la manière dont les isotopes d'azote se fractionnent au cours de la formation et de l'évolution des planètes telluriques. Leurs résultats ont été publiés dans Nature Communications.
Actuellement, la communauté universitaire s’appuie principalement sur deux modèles concernant l’accrétion des substances volatiles sur Terre : le modèle du « placage tardif » et le modèle de l’« évolution précoce ».
L’azote étant l’un des éléments fondamentaux de la vie sur Terre, un examen approfondi de son histoire d’accrétion et d’évolution revêt une importance capitale pour comprendre l’origine des éléments liés à la vie et l’évolution de l’habitabilité sur notre planète.
Effets de la fusion-volatilisation précoce des planétésimaux et de l'accrétion tardive sur les substances volatiles. Crédit : Wang et al.
Méthodologie de recherche
Les chercheurs ont utilisé des méthodes de calcul fondées sur les principes fondamentaux pour approfondir le mécanisme de fractionnement des isotopes de l’azote (14N et 15N) lors de la condensation des matériaux de la nébuleuse en embryons planétaires. L'accent principal était mis sur les deux étapes de fusion-volatilisation et de différenciation noyau-manteau.
Les chercheurs ont découvert que dans les conditions où l'hydrogène gazeux ne s'était pas encore complètement dissipé dans la nébuleuse solaire primitive, la fusion-volatilisation provoquait l'enrichissement en 14N dans les embryons planétaires, tandis que la différenciation noyau-manteau conduisait à l'enrichissement en 15N dans la masse fondue de silicate.
En combinant des calculs de principes fondamentaux et des données d’observation, les chercheurs ont découvert que l’évolution des premiers embryons planétaires ne peut à elle seule expliquer pleinement la composition isotopique de l’azote de la Terre silicatée. Il est nécessaire d’envisager l’ajout tardif de matières riches en volatiles (telles que les chondrites carbonées). L'abondance d'azote de la Terre silicatée est le résultat à la fois d'une évolution précoce et d'une accrétion à un stade avancé, mais la contribution de l'accrétion à un stade avancé à l'abondance d'autres substances volatiles est limitée.
Cette recherche met en lumière le fait que les deux étapes cruciales de la fusion-volatilisation précoce des planétésimaux et de l’accrétion tardive de matières riches en matières volatiles déterminent conjointement l’abondance de l’azote dans la Terre silicatée, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur la compréhension de l’origine des matières volatiles sur Terre.
