La Terre ne s’est pas formée par la collision de chondrites, comme nous l’avons cru jusqu’à présent. Une nouvelle expérience montre l’événement le plus probable.
A gauche la Terre formée de chondrites, à droite de planétésimaux. Crédit : ETH Zurich.
La théorie la plus accréditée par les scientifiques sur la formation de la Terre est basée sur la collision d’astéroïdes chondritiques (les plus courants, principalement rocheux), qui, à l’aube du Système solaire, par attraction gravitationnelle se seraient heurtés jusqu’à ce qu’ils agrégées en un gigantesque corps unique : notre merveilleuse planète. Bien que ce soit l’hypothèse la plus suivie par la communauté scientifique, elle n’est pas sans quelques côtés sombres. En d’autres termes, cela ne peut tout simplement pas tout expliquer. Maintenant, grâce à un nouveau modèle informatique élégant, les scientifiques ont développé une nouvelle théorie sur la naissance de la Terre qui comble les lacunes laissées par l’hypothèse principale. En termes simples, le globe terrestre ne se serait pas formé par la collision de simples chondrites, mais de planétésimaux, qui sont des objets primordiaux suffisamment gros et chauds pour avoir différencié un noyau métallique et une enveloppe rocheuse.
La nouvelle théorie sur la naissance de la Terre a été formulée par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques suisses de l’Ecole polytechnique fédérale (ETH) de Zurich et du Pôle de recherche national PlanetS, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Institut. de Géophysique de l’Université « Ludwig-Maximilians » de Munich (Allemagne), du Département des Sciences de la Terre et de l’Environnement de la Michigan State University (États-Unis), du Laboratoire Lagrange – Université de Rome Sophia-Antipolis (France) et Monash Université (Australie). Les scientifiques, coordonnés par le professeur Paolo A. Sossi, planétologue à l’Institut de géochimie et de pétrologie de l’université suisse, sont parvenus à leurs conclusions après avoir développé un modèle mathématique capable de simuler des collisions entre planétésimaux du système solaire et de prédire la composition chimique de la résultante. objets.
Comme l’explique le professeur Sossi dans un communiqué de presse, le principal problème de la théorie de l’impact des chondrites – « des blocs de roche et de métal relativement petits et simples qui se sont formés au début du système solaire » – réside dans le fait qu' »aucun mélange de ces chondrites peut expliquer la composition exacte de la Terre, qui est beaucoup plus pauvre en éléments légers et volatils tels que l’hydrogène et l’hélium que ce à quoi nous devrions nous attendre ». Pour expliquer cette déficience, les scientifiques ont émis l’hypothèse que les grandes quantités de chaleur dégagées par ces impacts auraient provoqué la vaporisation des éléments légers, laissant la Terre avec la composition que nous connaissons. Mais même cette explication a un (gros) défaut lorsqu’il s’agit de mesurer la composition isotopique de la planète. « Les isotopes d’un élément chimique ont tous le même nombre de protons, même s’ils ont des nombres de neutrons différents. Les isotopes avec moins de neutrons sont plus légers et devraient donc pouvoir s’échapper plus facilement. Si la théorie de la vaporisation par chauffage était correcte, nous trouverions moins de ces isotopes légers sur Terre aujourd’hui que dans les chondrites d’origine. Mais c’est exactement ce que les mesures isotopiques ne montrent pas », a commenté le professeur Sossi.
Et si ce n’étaient pas de simples astéroïdes chondritiques qui entraient en collision, mais des planétésimaux déjà beaux et formés ? C’est à partir de cette idée qu’est né le modèle mathématique, capable de prédire les collisions de ces objets dans un système solaire jeune, perturbé par le passage d’un petit Jupiter (on pense que la géante gazeuse a fortement perturbé les orbites des planétésimaux au cours l’évolution de notre système). En termes simples, les chercheurs ont observé les différentes collisions produites par les planétésimaux éjectés par Jupiter et analysé les compositions des objets résultants : cela semble incroyable, mais le résultat le plus probable de la simulation était justement d’obtenir une planète avec la composition de la Terre .
« Même si nous nous en doutions, nous avons tout de même trouvé ce résultat vraiment remarquable. Maintenant, non seulement nous avons un mécanisme qui explique mieux la formation de la Terre, mais nous avons également une référence pour expliquer la formation des autres planètes rocheuses », a déclaré le professeur Sossi. « Notre étude montre à quel point il est important de considérer à la fois la dynamique et la chimie lorsque l’on essaie de comprendre la formation planétaire. J’espère que nos résultats conduiront à une collaboration plus étroite entre les chercheurs de ces deux domaines », a conclu le scientifique. Les détails de la recherche sur l’accrétion stochastique de la Terre ont été publiés dans la revue scientifique faisant autorité Nature Astronomy.