Les astéroïdes secs ont-ils vraiment abreuvé la Terre ?

Crédit : G. Julien
L'étude de fragments de l’astéroïde Itokawa rapportés par la sonde Hayabusa 1 révèle la présence inattendue d'assez grandes quantités d'eau. Celle-là même qui a arrosé en partie la Terre, avancent deux chercheurs de l'université d’État d'Arizona.

De l’eau, le Système solaire en est plein. Jusque dans les astéroïdes jusqu’ici considérés comme secs, ceux de type S, principalement composés de silicates. C’est ce que viennent de démontrer deux chercheurs de l’Arizona State University (ASU), à travers deux échantillons de l’astéroïde géocroiseur (25143) Itokawa, rapportés sur Terre par la sonde japonaise Hayabusa1 en 2010. De quoi peut-être éclairer, par ricochet, la manière dont la Terre s’est chargée d’eau.

On savait déjà, grâce aux mesures des télescopes infrarouge et aux instruments embarqués à bord de divers vaisseaux spatiaux, que ces corps célestes, témoins directs des premiers instants de la formation du Système solaire, contiennent de l’eau sous forme de glace ou de minéraux hydratés. Mais jamais jusqu’ici cette teneur en eau n’avait été étudiée en laboratoire, avec le nec plus ultra des instruments de mesure (un spectromètre de masse des ions secondaires) et sur des échantillons prélevés directement sur l’astéroïde.

L’eau trouvée dans des fragments plus petits qu’un cheveu

C’est donc chose faite par Ziliang Jin et Maitrayee Bose, à qui la Jaxa, l’agence spatiale japonaise, a confié cinq minuscules fragments (gros comme un demi-cheveu) d’Hayabusa 1 : deux de pyroxène (un matériau constitué d’eau), qui ont fait l’objet d’une publication, début mai 2019, dans la revue Science Advances, et trois d’olivine (dont l’étude est encore en cours).

Les fragments de pyroxène étudiés sont plus petits que le diamètre d'un cheveu humain.
© Z. Jin et M. Bose/ASU/JAXA

Surprise : « La teneur en eau, de l’ordre de 1000 ppm (parties par million), est bien supérieure à ce que nous attendions, explique par mail  Ziliang Jin. C’est davantage que la moyenne des objets du Système solaire interne, d’où provient Itokawa », et qui sont habituellement asséchés en raison de leur proximité avec le Soleil. Les corps riches en eau proviennent plutôt de la Ceinture de Kuiper, aux confins du Système solaire.

Des astéroïdes moins secs que prévu

La teneur en eau du pyroxène d’Itokawa est comparable à celle contenue dans les roches terrestres. D’où l’hypothèse des chercheurs que « plusieurs corps semblables à Itokawa, qui sont riches en eau alors qu’on les pensait secs, ont pu entrer en collision avec la proto-Terre et fournir de l’eau à la Terre. En d’autres termes, de petits astéroïdes internes au Système solaire ont pu être une source d’eau pour la Terre comme pour d’autres planètes ».

Le duo de chercheurs avance même que les astéroïdes de type S semblables à Itokawa pourraient avoir fourni à la Terre l’équivalent, en masse, de la moitié des océans.

L'astéroïde Itokawa, dont Hayabusa1 a prélevé quelques fragments. Crédit : Jaxa

Ces recherches viennent apporter de l’eau au moulin des nombreux scientifiques qui pensent que l’eau sur Terre n’est pas — dans sa totalité en tout cas — primordiale, donc qu’elle n’est pas apparue dès la phase d’accrétion de notre planète, il y a 4,5 milliards d’années, mais plus tard, lors du grand bombardement tardif.

Un gros bémol

C’est le cas d’Alessandro Morbidelli, de l’observatoire de la Côte d’Azur, à qui l’on doit le modèle du « Grand Tack » (le « grand virage »), selon lequel un gigantesque jeu de billard céleste s’est déroulé entre les planètes, quelques dizaines de millions d’années après leur formation, dispersant la plupart des petits corps célestes vers les régions externes du Système solaire quand une minorité a été catapultée vers l’intérieur. Certains de ces astéroïdes dits « primitifs » se sont alors agglomérés à la jeune Terre, lui fournissant son eau.

À ceci près que « ces corps sont des chondrites carbonées, dont la teneur en eau est de l’ordre de 100 000 ppm, précise Alessandro Morbidelli. C’est un millier de fois plus que l’astéroïde Itokawa, qui est une chondrite ordinaire. Que les chondrites ordinaires contiennent de l’eau, ce n’est pas nouveau. Mais dire que ce sont ces chondrites ordinaires, très différentes de la Terre d’un point de vue isotopique, qui lui ont apporté une grande partie de son eau n’est pas pertinent », tranche le planétologue. En effet, « la Terre n’est pas une chondrite ordinaire. Elle est composée essentiellement de chondrites à enstatite et de quelques pourcents de chondrite carbonée », rappelle-t-il. La théorie la plus répandue parmi les scientifiques depuis vingt ans est que l'eau apportée par les chondrites carbonées tombées sur Terre a suffi à abreuver cette dernière.

Verdict : « Hayabusa 1 n’a apporté aucun nouveau résultat. La seule chose intéressante est que l’on sait désormais qu’Itokawa est une chondrite LL, la plus rare des chondrites ordinaires. C'est tout. Mais tellement d’argent a été investi dans cette mission qu’on peut vite être tenté de tomber dans la surenchère. » Voilà les chercheurs de l’ASU bien séchés…

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