Les chondres, une fenêtre ouverte sur l’évolution précoce du système solaire
Dans une étude publiée le 6 août dans le journal PNAS, une équipe internationale, pilotée par des chercheurs de l’IPGP et de l’IUEM, présente une analyse de l’évolution des abondances en éléments volatiles durant la « jeunesse » de notre système solaire, proposant ainsi une explication sur l’origine des différences de composition chimique entre Mars et la Terre.
Date de publication : 08/08/2018
Grand Public, Presse, Recherche
Équipes liées :
Cosmochimie, astrophysique et géophysique expérimentale (CAGE)
Thèmes liés : Origines
La Terre et les autres planètes telluriques (Mercure, Vénus et Mars) du système solaire se sont formées il y a plus de 4.5 milliards d’années, notamment par agglomération de petites billes de roches appelées chondres. Certains de ces chondres, éléments précoces du système solaire, ont été emprisonnés dans des météorites, les chondrites, donc certaines ont été retrouvées sur Terre. L’analyse de la composition de ces chondres permet donc d’ouvrir une fenêtre sur la jeunesse de notre système solaire. Mais l’âge et les conditions de formation des chondres étudiés sont depuis des décennies sujet à débat au sein de la communauté scientifique.
Dans cette étude, les chercheurs ont pour la première fois déterminé l’évolution des abondances en éléments volatils (éléments qui se vaporisent facilement) de ces précurseurs des planètes pendant les 4 premiers millions d’années du système solaire, via l’analyse de chondres d’âges différents, préalablement datés par des méthodes de radio-chronologie (la méthode dite « plomb-plomb »).
Les auteurs de l’étude ont aussi utilisé le rapport entre certains éléments volatils (manganèse et sodium) comme hygromètre et ainsi pu retracer l’évolution temporelle de la teneur en oxygène (provenant de l’eau vapeur) du système solaire interne. Leurs résultats montrent une augmentation rapide de la quantité d’oxygène, suivi par un déclin après quelques millions d’années.
Les chondres ayant joué un rôle majeur dans la construction des planètes telluriques, ces résultats ont également pu être exploités pour étudier la formation des deux planètes les mieux caractérisées chimiquement : la Terre et Mars. La comparaison de leurs composition chimique avec l’évolution des abondances en éléments volatils dans les chondres au cours du temps, suggère ainsi que Mars se soit formée principalement par agglomération de matériaux solides très tôt dans l’histoire du système solaire, en moins de 2 millions d’années, et dans des conditions relativement oxydantes (riches en eau) ; alors que la Terre se serait formée plus tard, dans des conditions plus réductrices comme le suggère l’analyse de la composition des chondres les plus récents et les moins riches en oxygène.
Réf : Volatile element evolution of chondrules through time, Brandon Mahan, Frédéric Moynier, Julien Siebert, Bleuenn Gueguen, Arnaud Agranier, Emily A. Pringle, Jean Bollard, James N. Connelly, Martin Bizzarro, Proceedings of the National Academy of Sciences Aug 2018, 201807263; DOI: 10.1073/pnas.1807263115
