L’eau des océans viendrait bien des astéroïdes selon une nouvelle étude

Les missions Apollo et les sondes interplanétaires lancées au cours des années 1970 ont permis de confirmer dans les grandes lignes un scénario élaboré dans les décennies précédentes faisant naître planètes et comètes dans un disque protoplanétaire riche en gaz et en poussières entourant un jeune Soleil il y a environ 4,56 milliards d’années.

Ce scénario fait apparaître et croître les planètes rocheuses comme la Terre, Mercure ou Mars par accrétion, avec un bombardement d’astéroïdes et de comètes dont on trouve encore la trace sous la forme des cratères lunaires. L’eau des océans sur Terre doit provenir de ce bombardement mais depuis des décennies, le débat se poursuit en ce qui concerne la nature exacte des petits corps célestes responsables de cet apport. Dit autrement, l’eau provient-elle majoritairement des comètes ou des astéroïdes ?

Futura a consacré de nombreux articles à ce débat et aujourd’hui une nouvelle pièce vient de lui être apportée via un article dans Nature Astronomy. Il fait état de certains résultats provenant des analyses des échantillons de matière rapportés sur Terre fin 2020 par la sonde japonaise Hayabusa-2. Ces échantillons proviennent de l’astéroïde Ryugu (« Palais du dragon », en japonais), un membre de la famille des astéroïdes Apollon, de type C car de composition proche des chondrites carbonées trouvées sur Terre, et qui est situé à plus de 300 millions de kilomètres de notre Planète.

De moins de 900 mètres de diamètre, l’étude de ses échantillons a confirmé qu’il contenait de la matière originelle datant de la formation du Système solaire et qui avait été peu altéré malgré des traces de chauffage et de circulation d’eau liquide mais dont la température n’a pas dû dépasser les 30 °C .

Des isotopes de l’hydrogène comme traceurs cosmogoniques

Les cosmochimistes étudiant les échantillons de Ryugu expliquent aujourd’hui que les analyses des abondances des isotopes de l’hydrogène et de l’azote pointent une fois de plus la parenté entre l’eau des astéroïdes et celles des océans sur Terre.

Pour comprendre de quoi il s’agit il suffit de rappeler qu’il existe naturellement deux types d’eau, l’une, ordinaire, est faite d’atomes d’hydrogène H avec un seul proton pour noyau ; l’autre, dite lourde, est faite d’atomes de deutérium D, donc un noyau avec un proton et un neutron.

Une fraction de l’eau sur Terre est constituée de molécules contenant du deutérium au lieu d’un atome d’hydrogène. On peut ainsi définir un rapport isotopique D/H qui est un traceur de l’origine de l’eau des océans en cosmochimie.

En comparant ce rapport avec celui trouvé dans des météorites et des comètes, il est donc possible de déterminer quels ont été les parents de l’eau des océans. Depuis des années, la thèse d’une origine de cette eau par dégazage volcanique de la jeune Terre a été abandonnée et le balancier n’a cessé de pencher alternativement soit du côté des comètes, soit du côté des météorites.

L’étude des météorites sur Terre – qui proviennent majoritairement de la ceinture principale d’astéroïdes – a permis d’établir qu’en moyenne, le rapport D/H était de l’ordre de 140 ppm alors que ce rapport, quand on l’a déterminé dans certaines comètes, était compris entre 150 et 300 ppm. Comme sur Terre il est d’environ 150 ppm, l’hypothèse cométaire a été défavorisée, ou pour le moins, les comètes ne seraient pas, et de loin, la source principale de l’eau sur Terre.

Les analyses de Ryugu confortent donc l’hypothèse des astéroïdes.