Une équipe de chercheurs de l’Institut de physique des matériaux, de minéralogie et de cosmochimie de l’université de Paris-Saclay et de l’université de Pau et des Pays de l’Adour ont étudié la composition isotopique de l’hydrogène sur des minéraux présents dans certaines météorites pour avoir une meilleure connaissance de l’origine de l’eau sur Terre et notamment savoir quels isotopes de l’hydrogène étaient présents au moment de la formation du système solaire.
Les météorites primitives étudiées, appelées chondrites, renseignent sur la composition originelle du système solaire et ont dévoilé que l’eau était présente avant la formation du système solaire et donc avant la formation de la Terre. L’étude s’attelle à rechercher la composition isotopique des deux éléments, l’hydrogène et l’oxygène, qui composent l’eau.
Concernant l’hydrogène, c’est la présence de trois de ces isotopes, le protium, le deutérium et le tritium, qui intéresse plus précisément les chercheurs et notamment le deutérium et son ratio par rapport au protium, l’isotope le plus présent sur Terre.
La difficulté pour mesurer la composition isotopique de l’hydrogène réside dans les altérations chimiques qu’ont connu les météorites après leur phase d’accrétion, après avoir gagné en volume, car ces altérations peuvent masquer la composition primaire précédent la formation du système solaire. Les chercheurs ont donc choisi les météorites ayant subi le moins d’altération pour ensuite les analyser selon une méthode spécifique à cette étude.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Astronomy et montre que les premiers minéraux à se former sur ces chondrites l’ont été par condensation à partir de la nébuleuse solaire. Pour ces minéraux primaires, la ration entre protium et deutérium est très faible indiquant qu’ils se sont formés dans des conditions présentes dans un nuages de gaz enrichi de vapeur d’eau avant la constitution du système solaire, contrairement à des minéraux secondaires qui présentent un ratio proche de celui des océans terrestres.
L’analyse montre que deux réservoirs gazeux étaient présents au moment de la première phase de formation du système solaire, estimée à environ 200.000 ans, l’un issu d’une nébuleuse solaire et l’autre issu d’une nébuleuse protoplanétaire fortement enrichie en eau. Les différentes planètes telluriques du système solaire se sont ensuite formées progressivement en utilisant le réservoir chimique protoplanétaire présent avant leur formation.
Ce réservoir se serait formé à partir de matières interstellaires riches en eau qui auraient affluées vers le centre du système solaire. Les différences de composition isotopiques des météorites s’expliquent par les différentes phases de formation d’abord au niveau du centre du disque protoplanétaire puis en migrant vers le réservoir de gaz planétaire.
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