D'où vient toute notre eau? Ce qui peut sembler être une simple question a défié et intrigué les scientifiques planétaires pendant des décennies. L'eau de la comète 67P / Churyumov-Gerasimenko ne ressemble pas à l'eau de la Terre.
Parce que la Terre était extrêmement chaude au début de sa formation, les scientifiques pensent que l'eau originelle de la Terre aurait dû bouillir comme ça d'une bouilloire bouillante. Les théories dominantes ont considéré deux sources pour livraison d'eau à la surface de la Terre une fois que les conditions se sont refroidies. L'un est des comètes et l'autre des astéroïdes. Il est certain que de l'eau est arrivée des deux sources, mais la question est de savoir laquelle est la source prédominante.
Il y a deux zones de notre système solaire dans lesquelles les comètes se sont formées il y a environ 4,6 milliards d'années. L'un est le nuage d'Oort bien au-delà de Pluton. Tout indique que les origines de la comète 67P sont l'autre berceau des comètes - la ceinture de Kuiper dans la région de Neptune et de Pluton. Les résultats de Rosetta excluent les comètes de la ceinture de Kuiper comme source d'eau de la Terre. Des observations antérieures de comètes de nuages d'Oort, telles que Hyakutake et Hale-Bopp, ont montré qu'elles n'avaient pas non plus d'eau semblable à la Terre. Les scientifiques planétaires doivent donc reconsidérer leurs modèles en accordant du poids à l'autre source possible - les astéroïdes.
La question de la source d'eau de la Terre a été abordée par des instruments basés sur la Terre et plusieurs sondes qui ont rendez-vous avec des comètes. En 1986, le premier survol d'une comète - la comète 1P / Halley, une comète du nuage d'Oort - a révélé que son eau n'était pas comme l'eau sur Terre. La différence entre l'eau de ces comètes - Halley's et maintenant 67P - diffère de celle de la Terre dans le rapport des deux types d'atomes d'hydrogène qui composent la molécule d'eau.
Les mesures par spectromètres ont révélé la quantité de Deutérium - une forme plus lourde de l'atome d'hydrogène - par rapport au type d'hydrogène le plus courant dans ces comètes. Ce rapport, désigné par D / H, est d’environ 1 sur 6 000 dans les eaux océaniques de la Terre. Pour la grande majorité des comètes, des mesures à distance ou in situ ont trouvé un rapport plus élevé qui ne corrobore pas l'affirmation selon laquelle les comètes ont fourni de l'eau à la première surface de la Terre, du moins pas beaucoup.
Plus récemment, les observations au télescope spatial Hershel de la comète Hartley 2 (103P / Hartley) ont provoqué un émoi dans le débat sur la source de l'eau de la Terre. Les mesures spectrales de la lumière de la comète ont révélé un rapport D / H tout comme l’eau de la Terre. Mais maintenant, l'observation de Hershel est devenue plus une exception en raison des dernières mesures de Rosetta.
Les nouvelles mesures de 67P ont été effectuées par le spectromètre de masse à double focalisation (DFMS) ROSINA à bord du Rosetta. Contrairement aux observations à distance utilisant une lumière moins précise, Rosetta a pu mesurer avec précision les quantités de deutérium et d'hydrogène commun entourant la comète. Les scientifiques pourraient alors simplement déterminer un ratio. Les résultats sont rapportés dans l'article «67P / Churyumov-Gerasimenko, une comète de la famille Jupiter avec un rapport D / H élevé» par K. Altwegg, et al., Publié dans le numéro du 10 décembre 2014 de Science.
Les observations de l'instrument ROSINA ont déterminé un rapport de 5,3 ± 0,7 × 10-4, qui représente environ 3 fois le rapport D / H pour l'eau de la Terre. Ces résultats n'excluent pas les comètes comme source d'eau terrestre, mais redirigent les scientifiques vers les astéroïdes comme source prédominante. Alors que les astéroïdes ont une teneur en eau beaucoup plus faible que les comètes, les astéroïdes et leurs versions plus petites, les météorites, sont plus nombreux que les comètes. Chaque météore / étoile filante que nous voyons brûler dans notre atmosphère fournit une myriade de composés, y compris de l'eau, à la Terre. Au début, l'assaut de météorites et d'astéroïdes impactant la Terre était beaucoup plus important. Par conséquent, les petites quantités d'eau ajoutées fournies par chacune pourraient s'ajouter à ce qui se trouve maintenant dans les océans, les lacs, les ruisseaux et même notre corps.
Références:
Rapport D / H de l'eau sur Terre mesuré avec DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko, une comète de la famille Jupiter avec un rapport D / H élevé
Rosetta alimente le débat sur l'origine de l'eau de la Terre
Les provenances des astéroïdes et leurs contributions aux inventaires volatils des planètes terrestres
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