Les chercheurs ont utilisé les empreintes chimiques du zinc contenu dans les météorites pour déterminer l’origine des éléments volatils sur Terre. Les résultats suggèrent que sans les astéroïdes « non fondus », il n’y aurait peut-être pas eu suffisamment de ces composés sur Terre pour que la vie puisse émerger.
Les volatiles sont des éléments ou des composés qui se transforment en vapeur à des températures relativement basses. Ils comprennent les six éléments les plus courants dans les organismes vivants, ainsi que l’eau. Le zinc présent dans les météorites a une composition unique, qui peut être utilisée pour identifier les sources de substances volatiles terrestres.
Les chercheurs de l’Université de Cambridge et de l’Imperial College de Londres ont déjà découvert que le zinc présent sur Terre provenait de différentes parties de notre système solaire : environ la moitié provenait d’au-delà de Jupiter et l’autre moitié plus près de la Terre.
« L’une des questions les plus fondamentales sur l’origine de la vie est de savoir d’où proviennent les matériaux dont nous avons besoin pour que la vie évolue », a déclaré le Dr Rayssa Martins du Département des sciences de la Terre de Cambridge. « Si nous pouvons comprendre comment ces matériaux sont apparus sur Terre, cela pourrait nous donner des indices sur l’origine de la vie ici et sur la manière dont elle pourrait émerger ailleurs. »
Les planétésimaux sont les principaux éléments constitutifs des planètes rocheuses, comme la Terre. Ces petits corps se forment par un processus appelé accrétion, au cours duquel les particules autour d’une jeune étoile commencent à se coller les unes aux autres et forment des corps de plus en plus grands.
Mais tous les planétésimaux ne sont pas égaux. Les premiers planétésimaux formés dans le système solaire ont été exposés à des niveaux élevés de radioactivité, ce qui les a fait fondre et perdre leurs substances volatiles. Mais certains planétésimaux formés après l’extinction de ces sources de radioactivité, ce qui les a aidés à survivre au processus de fusion et à préserver davantage leurs substances volatiles.
Dans une étude publié dans la revue Avancées scientifiquesMartins et ses collègues ont examiné les différentes formes de zinc arrivées sur Terre à partir de ces planétésimaux.
Les chercheurs ont mesuré le zinc d’un large échantillon de météorites provenant de différents planétésimaux et ont utilisé ces données pour modéliser la façon dont la Terre a obtenu son zinc, en retraçant toute la période d’accrétion de la Terre, qui a duré des dizaines de millions d’années.
Leurs résultats montrent que si ces planétésimaux « fondus » représentaient environ 70 % de la masse globale de la Terre, ils n’ont fourni qu’environ 10 % de son zinc.
Selon le modèle, le reste du zinc de la Terre provenait de matériaux qui ne fondaient pas et ne perdaient pas leurs éléments volatils. Leurs découvertes suggèrent que les matériaux non fondus ou « primitifs » étaient une source essentielle de substances volatiles pour la Terre.
« Nous savons que la distance entre une planète et son étoile est un facteur déterminant dans l’établissement des conditions nécessaires pour que cette planète puisse maintenir de l’eau liquide à sa surface », a déclaré Martins, l’auteur principal de l’étude. « Mais nos résultats montrent qu’il n’y a aucune garantie que les planètes contiennent les bons matériaux pour avoir suffisamment d’eau et d’autres substances volatiles, quel que soit leur état physique. »
La capacité de retracer des éléments à travers des millions, voire des milliards d’années d’évolution, pourrait s’avérer un outil essentiel dans la recherche de vie ailleurs, comme sur Mars ou sur des planètes situées en dehors de notre système solaire.
« Des conditions et processus similaires sont également probables dans d’autres jeunes systèmes planétaires », a déclaré Martins. « Le rôle que jouent ces différents matériaux dans la fourniture de substances volatiles est quelque chose que nous devons garder à l’esprit lorsque nous recherchons des planètes habitables ailleurs. »
Plus d’informations :
Rayssa Martins et al, Les astéroïdes primitifs comme source majeure de substances volatiles terrestres, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.ado4121. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado4121