La météorite connue sous le nom de « Flensburg » est tombée sur la surface de la Terre le 12 septembre 2019. Il s’agit d’une chondrite carbonée rare, d’un diamètre compris entre 3,5 et 3,7 centimètres et pesant un peu moins de 25 grammes. Elle ne contient que des minéraux qui émergent en présence d’eau. L’analyse de la météorite – son corps parent formé environ 2,7 millions d’années après l’émergence du système solaire – a joué un rôle majeur pour expliquer comment de si petits corps ont pu se former non seulement à des températures élevées dans le jeune système solaire, mais aussi plus tard, à des températures plus basses, de sorte que leur eau a été préservée. Crédit : © Carsten Jonas, CC BY-SA 4.0
Une étude a montré que les planétésimaux riches en eau formés dans les régions froides du système solaire primitif ont contribué à approvisionner la Terre en eau, essentielle à son habitabilité.
Les données sur l’âge de certaines classes de météorites ont permis d’obtenir de nouvelles informations sur l’origine des petits corps célestes riches en eau du système solaire primitif. Ces planétésimaux ont continuellement fourni des matériaux de construction aux planètes, y compris à la Terre, dont le matériau d’origine contenait peu d’eau.
La Terre a reçu son eau grâce aux planétésimaux, qui sont apparus à basse température dans le système solaire extérieur. La glace y était disponible sous forme d'eau à l'état solide, contrairement aux petits corps qui avaient évolué plus tôt et qui étaient trop chauds pour cela, étant plus proches du soleil.
Des modèles informatiques réalisés par une équipe de recherche internationale, avec la participation de géologues de l'Université de Heidelberg, l'ont démontré sur la base des données d'âge, à partir desquelles ils ont également pu lire l'évolution thermique des corps parents.
Formation du système solaire et développement de la Terre
Les planètes de notre système solaire se sont formées en même temps que leur étoile mère. La Terre a fait de même, en émergeant autour du Soleil il y a environ 4,5 milliards d'années. Cela s'est produit dans la zone habitable, ce qui signifie que l'eau pouvait exister sous forme liquide à sa surface. La Terre, comme d'autres planètes, est également issue de planétésimaux. Ils émergent lorsque de grandes quantités de particules de poussière s'accumulent dans des zones de haute pression de plusieurs milliers de kilomètres de diamètre et s'effondrent sous l'effet de leur propre gravité.
« Ces petits corps n’ont pas seulement fourni les matériaux de construction des planètes », explique le professeur Mario Trieloff, directeur du laboratoire Klaus Tschira de cosmochimie à l’Institut des sciences de la Terre de l’Université de Heidelberg. Ils sont également à l’origine de l’eau sur Terre, ajoute le scientifique.
Évolution et caractéristiques des premiers planétésimaux
Les circonstances dans lesquelles les planétésimaux sont apparus dans le système solaire primitif et si cela a pu se produire pendant des périodes assez longues ne sont pas encore clairement établies. Les données sur l'âge de certaines classes de météorites, qui se sont séparées à un moment donné de petites planètes, fournissent des informations importantes à ce sujet.
En collaboration avec des collègues de Berlin, Bayreuth et Zurich (Suisse), les scientifiques de Heidelberg ont déduit de ces données l'évolution thermique et le point d'origine des corps-mères. Ils montrent que certains planétésimaux se sont formés très rapidement, c'est-à-dire en moins de deux millions d'années. Dans ce cas, ils se sont tellement réchauffés qu'ils ont fondu et perdu tous les éléments volatils, y compris leur eau.
Rôle des planétésimaux dans l'hydratation de la Terre et la vie extraterrestre potentielle
D'autres planétésimaux, selon les résultats de l'étude actuelle, sont apparus plus tard dans le système solaire externe, à des températures plus basses ; ils ont pu en partie conserver leur eau contenue dans des cristaux. Le fait que ces petits corps aient pu se former en permanence à des stades ultérieurs du système solaire est dû, selon les scientifiques, à divers effets retardateurs qui contrecarrent les mécanismes d'apparition rapide, par exemple les collisions entre agglomérats de poussière – les matériaux de construction des planétésimaux – qui ont empêché la croissance rapide des petites planètes.
« La Terre a accrété de petites planètes riches en eau ou de leurs fragments sous forme d'astéroïdes ou de météorites au cours de son processus de croissance et c'est la seule raison pour laquelle elle n'est pas devenue une planète sèche et hostile à la vie », explique le Dr Wladimir Neumann, premier auteur de l'étude, qui s'appuie sur des recherches menées à l'Université de Heidelberg, à l'Institut de recherche planétaire du Centre aérospatial allemand et à l'Institut de géodésie de la TU Berlin.
Comme l'origine des planétésimaux dans les systèmes planétaires extrasolaires repose sur les mêmes lois physiques que dans notre système solaire, les scientifiques supposent qu'il pourrait également exister des planètes semblables à la Terre dans d'autres régions de l'espace. Si elles ont reçu de l'eau de petits corps au cours de leur évolution, elles pourraient remplir les conditions préalables à l'origine de la vie, selon le professeur Trieloff.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Rapports scientifiques.
Des chercheurs de l'Université technique de Berlin, du Centre aérospatial allemand, de l'ETH Zurich (Suisse) et de l'Université de Bayreuth ont participé aux recherches. Les recherches ont été financées par la Fondation allemande pour la recherche, la Fondation Klaus Tschira et l'Institut international des sciences spatiales de Berne (Suisse) et de Pékin (Chine).