Le soufre était essentiel pour la première eau sur Terre

Un élément chimique qui n'est même pas dans H2O - le soufre - est la raison pour laquelle la Terre a d'abord obtenu son eau, une nouvelle étude trouve, renforçant une revendication similaire faite il y a un an. La découverte signifie que notre planète est née avec tout ce dont elle avait besoin pour créer son propre eau et n'a donc pas eu besoin de la recevoir d'ailleurs.

L'eau est essentielle à la vie terrestre, mais la Terre s'est formée dans une région autour du soleil nouveau-né qui était si chaude que la planète aurait dû être sèche. Maintenant, deux études indépendantes d'un type spécifique de météorite parviennent à la même conclusion : Beaucoup d'hydrogène - un composant clé de l'eau - est venu sur Terre non pas sous forme de H2O mais au lieu de cela lié au soufre. Cela a permis à l'hydrogène de survivre à la chaleur et de se joindre plus tard à l'oxygène, l'élément le plus commun dans la croûte terrestre, pour créer de l'eau.

« Ces deux documents se renforcent mutuellement énormément, et je pense que leur histoire devient vraiment convaincante », déclare Alessandro Morbidelli, un planétologue de l'Observatoire de la Côte d'Azur à Nice, en France, qui ne faisait pas partie de l'une ou l'autre équipe de recherche.

Les quatre planètes les plus proches du soleil - Mercure, Vénus, la Terre et Mars - se sont toutes formées dans la partie intérieure de la nébuleuse solaire, le disque de gaz et de poussière qui tournait autour du soleil nouveau-né. La région intérieure de la nébuleuse solaire était tellement dense que le frottement l'a énormément chauffée, la desséchant. De nombreux chercheurs ont donc proposé que la Terre n'ait obtenu son eau qu'après que des astéroïdes et des comètes porteurs de glace, nés loin du soleil, aient heurté la Terre.

En 2020, cependant, des chercheurs ont rapporté une surprise : L'hydrogène existe dans des météorites rares appelées chondrites enstatite, qui ressemblent aux éléments constitutifs de notre planète. La découverte suggérait que les éléments constitutifs de la Terre possédaient beaucoup d'hydrogène dès le départ, ont trouvé la cosmo-chimiste Laurette Piani de l'Université de Lorraine à Vandœuver-lès-Nancy, en France, et ses collègues.

Mais certains scientifiques doutaient du résultat. Ils craignaient que l'eau sur la Terre actuelle ait contaminé les météorites avec de l'hydrogène.

L'année dernière, les chercheurs en France ont rapporté que l'hydrogène dans les chondrites enstatite est lié au soufre. Maintenant, une autre équipe a découvert que la plupart de l'hydrogène est enfermé dans la pyrrhotite, un minéral de sulfure de fer de couleur bronze, rapportent Thomas Barrett de l'Université d'Oxford et ses collègues dans un document soumis à arXiv.org le 19 juin.

« Leurs arguments sur la caractérisation spectroscopique de là où l'hydrogène vit dans la roche sont bons », dit Edward Young, cosmo-chimiste de l'UCLA, à propos du travail le plus récent. Cela signifie que l'hydrogène est natif de la météorite et non le résultat d'une contamination terrestre.

Morbidelli est d'accord. « Cela explique pourquoi les chondrites enstatite ont de l'hydrogène », dit-il, qualifiant les découvertes des quatre dernières années de changement de paradigme. « Vous n'accréez pas de l'eau. Vous accréez de l'hydrogène et de l'oxygène séparément dans des minéraux différents, et ensuite ils se combinent entre eux. »

C'est facile à faire parce que la Terre primitive était chaude et en fusion, recouverte d'un océan de magma. « Vous pouvez considérer un océan de magma comme une grosse boule d'oxygène chaud », dit Young, parce que l'oxygène dépassait de loin tous les autres éléments réunis dans la croûte. Il suffit d'ajouter de l'hydrogène des éléments constitutifs de la Terre et vous avez de l'H2O.

Cependant, Young se demande si les éléments constitutifs de la Terre ont réellement fourni la majeure partie de l'hydrogène dans l'eau de notre planète. Il pense que l'hydrogène est également venu directement de la nébuleuse solaire, qui était composée principalement de gaz d'hydrogène moléculaire, H2. Et encore plus d'hydrogène, sous forme d'eau, est arrivé lorsque des objets glacés ont frappé la Terre.

« D'un point de vue exobiologique, cette étude de l'origine de l'eau des chondrites enstatite est vraiment importante », déclare Morbidelli. Le soufre est commun - le dixième élément le plus abondant dans le cosmos - donc même dans les systèmes solaires qui manquent d'astéroïdes et de comètes glacés, les planètes rocheuses devraient pouvoir acquérir de l'hydrogène et le transformer en eau, préparant le terrain pour le développement possible de la vie sur ces mondes.