Dès premiers solides du Système solaire aux planètes : le rôle décisif d’un refroidissement extrême et violent

Un refroidissement soudain et extrême, moteur de la diversité des matériaux …
Depuis des décennies, les modèles décrivent la formation des premiers minéraux comme un processus de condensation lent, gouverné par l’équilibre chimique : en se refroidissant lentement, le gaz de la nébuleuse solaire aurait donné naissance à des assemblages minéraux bien ordonnés. Mais cette vision peine à rendre compte de la diversité des météorites, ces fragments anciens qui témoignent des premières étapes de la formation planétaire.
Les chercheurs ont exploré une autre hypothèse. À l’aide d’un nouveau modèle décrivant la condensation du gaz solaire hors équilibre, ils montrent que, dans un environnement où le chauffage est fort et le refroidissement est rapide, la matière n’a pas le temps de suivre les lois de l’équilibre thermodynamique. Elle se fige dans des états transitoires … ainsi des minéraux qui ne devraient pas appraître à l’équilibre émergent naturellement en dehors de l”équilibre.
Ce cadre permet de faire émerger trois grands types d’assemblages minéralogiques seulement, en accord avec les trois grandes familles de météorites connues dans le Système solaire. La diversité des matériaux planétaires ne résulterait donc pas nécessairement de variations de composition à grande échelle dans la nébuleuse solaire, mais pourrait s’expliquer, en grande partie, par des conditions locales de formation — en particulier par la rapidité des épisodes de refroidissement, ce qui témoigne de leur formation dans une nébuleuse solaire agitée de mouvements violents et d’épisodes de chauffage intenses dans les premiers cent mille ans.

… Et de l’incorporation précoce de l’oxygène dans les premiers solides
Ces résultats apportent également un éclairage nouveau sur une autre question majeure : celle de l’origine de l’oxygène et de l’eau dans les planètes terrestres. Dans les modèles classiques, la formation de minéraux oxydés ou hydratés à partir d’un gaz de composition solaire reste difficile à expliquer sans faire intervenir des apports extérieurs. Ici, au contraire, les chercheurs montrent que lors d’un refroidissement rapide, certains éléments demeurent disponibles à basse température et peuvent être incorporés dans les solides en formation. Ce mécanisme offre ainsi une voie naturelle pour intégrer de l’oxygène — et potentiellement de l’eau — dès les premières étapes de la formation des matériaux planétaires.