Comment l’eau est-elle arrivée sur Terre : 2 hypothèses possibles

Mais comment l’eau est-elle arrivée sur Terre ? C’est vrai, ça ! On appelle notre bonne vieille Terre «la planète bleue » et pour cause ! Plus de 70% de sa surface est recouverte d’eau ! De l’eau liquide, de l’eau solide et même de l’eau gazeuse ! Elle est partout ! Mais d’où vient-elle ? C’est ce que je te propose de découvrir dans cet article !

Comment savoir d’où vient l’eau ?

Avant de comprendre comment l’eau est arrivée sur Terre, intéressons-nous à l’eau elle-même ! Savais-tu qu’en plus des océans, rivières, glaciers…présents à la surface de la Terre, les scientifiques estiment que l’équivalent de 2 ou 3 (voire 10 selon les études) océans sont cachés à l’intérieur de la Terre ?

Mais pourquoi s’intéresser à toute cette eau ? Et bien tout simplement parce que la vie (telle que nous la connaissons) nécessite cet or bleu ! L’un ne va pas sans l’autre ! Comprendre comment l’eau est arrivée sur Terre, ce n’est ni plus ni moins que comprendre comment la vie a pu s’installer sur notre planète. Dans notre quête de connaissances, l’apparition de l’eau sur Terre est une étape tout aussi importante que le Big Bang qui fut à l’origine de l’Univers !

Spoiler alerte : on ne sait pas exactement comment l’eau est arrivée sur Terre ! Ou plus exactement, les scientifiques ont deux hypothèses. Les deux sont probablement justes mais on ne sait pas dans quelle proportion elles ont contribué à apporter ce liquide si précieux !

Mais comment faire pour retracer l’origine de l’eau sur Terre ?

L’hydrogène, témoin du passé aquatique

Partons de la base ! Pour savoir comment l’eau est arrivée sur Terre, il faut s’intéresser aux molécules d’eau! Elles sont formées d’un atomeIl s’agit du plus petit élément qui compose la matière.... More d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène (H₂O). Figure-toi que ce dernier peut se trouver sous deux formes : l’une qui est la plus classique, celle que l’on connait tous et qui s’appelle…hydrogène ! L’autre, appelée deutérium, qui est plus rare. L’atomeIl s’agit du plus petit élément qui compose la matière.... More a alors un nombre de constituants (appelés neutrons) légèrement différents que l’hydrogène : on dit du deutérium qu’il est un « isotope lourd de l’hydrogène ».

On va s’intéresser à la quantité d’eau formée à partir du deutérium, comparée à la quantité d’eau formée à partir d’hydrogène pour comprendre comment l’eau est arrivée sur Terre.

Mais quelle était cette proportion à l’origine ?

L’origine de la Terre

Petit retour en arrière. Il y a très très très longtemps, il y avait un nuage de gaz et de poussière dans un coin de la Voie Lactée, notre galaxie. On appelle ce nuage, un nuage interstellaire, ou encore une nébuleuse protosolaire. C’est lorsque ce nuage s’effondre sur lui-même qu’une étoile, autrement dit, le soleil, apparait. C’était il y a 4,5 milliards d’années.

Les poussières contenues dans le nuage et qui ne se sont pas effondrées se mettent alors à tournoyer autour de l’étoile naissante. Elles forment ce que l’on appelle le disque protoplanétaire. Là, elles se cognent entre elles, se bousculent, se percutent et forment peu à peu les planètes. A cet instant, l’hydrogène est principalement présent sous la forme d’un gaz, que l’on appelle le dihydrogène.

Le deutérium, quant à lui, est rare. On le retrouve néanmoins sous la forme de glaces d’eau, qui se sont formées à des températures très très basses (et qui permettent ainsi la présence de cet isotope). La cosmochimie, qui est l’étude de la chimie dans l’espace, va aider les scientifiques à y voir plus claire en se basant sur la quantité d’hydrogène et de deutérium présente sur Terre !

Comment l’eau est arrivée sur Terre : deux hypothèses possibles

Posons donc le décor de notre histoire : un jeune soleil est né au milieu d’un nuage interstellaire qui contient beaucoup d’hydrogène et peu de deutérium. Ce nuage a donné naissance à plusieurs planètes dont la Terre, sphère sèche, aride, sans atmosphère. Quelques milliards d’années plus tard, la Terre contient environ 3 milliards de milliards de tonnes d’eau. Que s’est-il passé entre ces deux périodes ?

Les scientifiques ont établi deux scenarii possibles. Les deux ne sont pas exclusifs et on peut parier que les deux ont joué un rôle dans l’arrivée de l’eau sur Terre. Mais dans quelles proportions ? Mystère !

On sait pourtant que l’eau est rapidement apparue sur Terre. En effet, une équipe de chercheurs à découvert, sur Terre, des roches très anciennes et qui cristallisent en présence d’eau. On les appelle les zircons. Ils ont été découverts en Australie et dateraient de 4,4 milliards d’années soit seulement 150 millions d’années après la formation de notre bonne vieille planète. C’est très rapide à l’échelle de l’univers !

Scenario 1 : l’eau vient de l’extérieur

Intéressons-nous à la première hypothèse qui explique comment l’eau est arrivée sur Terre ! Une certaine quantité d’eau terrestre est formée à partir de deutérium. Or, comme expliquée plus haut, cet atomeIl s’agit du plus petit élément qui compose la matière.... More était présent sous forme de glace d’eau dans notre tout jeune système solaire. Sachant que cette glace se trouve sur des énormes cailloux qui se baladent dans l’espace, il est facile d’imaginer que ce sont eux qui ont apporté l’eau terrestre. Ces énormes cailloux s’appellent des chondrites et ils rassemblent les comètes et les météorites.

Il faut imaginer notre planète bleue dans sa prime jeunesse : elle est totalement sèche, une sphère de roche, rien d’autre ! Alors qu’elle est en train de finir sa croissance (ce qu’on appelle la fin de l’accrétion), elle rencontre toujours énormément de corps planétaires sur sa route autour du soleil : ce sont les fameuses comètes et météorites qui tombent sans cesse sur elle. Elles ont un diamètre inférieur à 20km mais elles sont composées à environ 80% de glace et le bombardement de corps célestes a duré des millions d’années. C’est ainsi que l’eau serait arrivée sur Terre. L’or bleu serait donc un cadeau extraterrestre !

Les arguments pour une arrivée extraterrestre de l’eau

L’hypothèse selon laquelle l’eau est arrivée grâce aux météorites et autres corps célestes de ce type est validée par une proportion hydrogène/deutérium similaire sur Terre et sur les chondrites.

Autre témoin d’une Terre parfaitement sèche à sa naissance : la Lune. En effet, notre satellite ne présente aucune trace d’eau. Or, d’où vient la lune ? D’une gigantesque collision qui a eu lieu entre la Terre et une autre planète appelée Theia, d’environ 6 500km de diamètre (soit la taille de la planète Mars). Cette collision a provoqué l’apparition d’un nuage de poussières autour de la Terre. C’est à partir de ces poussières que la lune s’est formée. D’après certains scientifiques, s’il n’y a pas de trace d’eau sur la Lune, cela signifie qu’il n’y avait pas d’eau dans le nuage de poussières formé lors de la collision, donc qu’il n’y avait pas d’eau sur la Terre.

Mise à mal de cette hypothèse

Oui mais voilà, selon certains calculs, cette hypothèse ne peut pas expliquer comment l’eau est arrivée sur Terre. Tout du moins, en totalité! Il aurait dû y avoir bien plus de deutérium si l’eau terrestre provenait uniquement d’une source externe.

De plus, de savants calculs démontrent que la majorité des éléments présents sur les météorites, en arrivant sur la surface de la Terre encore très chaude à cette époque-là, ce serait volatilisés dans l’espace. Ce n’est pas ainsi que l’eau aurait pu s’installer sur notre planète !

 Il faut donc chercher une explication ailleurs !

Scenario 2 : l’eau vient de l’intérieur

Selon une seconde hypothèse, l’eau aurait été sur Terre depuis le début de l’histoire de notre planète ! Enfin, pour être plus exacte, elle aurait été DANS la Terre.

Selon cette théorie, de la vapeur d’eau était présente dans le nuage de poussières qui a formé notre Soleil. Une équipe de chercheurs du Muséum National d’Histoire Naturelle a même démontré que la quantité d’hydrogène/deutérium qui y était présente explique la provenance de l’eau sur Terre. Cette eau sous forme gazeuse aurait été emprisonnée à l’intérieur de notre planète au moment de la formation de celle-ci. Notre planète naissante aurait alors joué le rôle de bouclier et protégé l’eau des rayons cosmiques qui auraient pu la détruire.

Par la suite, il y a plus de 4 milliards d’années, une forte activité volcanique permis un dégazage important. En parallèle de cela, l’impact avec la planète Théia il y a 4,4 milliards d’années aurait également permis de réchauffer notre planète au point de provoquer la remonter de l’eau coincée dans son noyau.

En plus de cela, cet impact va augmenter la masse de la Terre. Ceci a deux conséquences. La première est la contraction de notre planète ce qui provoque la remontée d’eau. Un peu comme si on pressait une éponge gorgée d’eau. La seconde conséquence est que la gravité exercée par la Terre augmente. Grâce à cela, l’eau sous forme gazeuse, est expulsée du manteau Terrestre, s’élève dans ce qui sera plus tard, le ciel de la Terre et reste piégée à quelques kilomètres de hauteur grâce à la gravité terrestre. C’est la naissance de l’atmosphère qui protège notre planète. C’est ainsi que l’eau arrive sur Terre selon cette seconde hypothèse.

Pendant 100 à 500 millions d’années, cette atmosphère se forme et petit à petit, elle permet de réduire la température globale de notre planète. C’est le moment où l’eau passe de l’état gazeux à l’état liquide : il pleut ! C’est ce que l’on appelle le déluge primitif, il donne naissance aux océans sur Terre. C’était il y a entre 4,4 et 3,8 milliards d’années. Puis, la tectonique des plaques se met en place entre 4 et 2 milliards d’années (tu peux d’ailleurs faire une expérience pour comprendre comme cela fonctionne). Et c’est seulement à ce moment-là, entre 3,8 et 2,7 milliards d’années que la vie a pu commencer à se développer sur Terre, mais ça, c’est une autre histoire !

Voilà, pour conclure, on ne sait toujours pas exactement comment l’eau est arrivée sur Terre mais ces deux hypothèses forment une histoire tout à fait cohérente avec ce que l’on peut observer aujourd’hui autour de nous!

Alors? Que penses-tu de cette belle histoire?