La Terre n'a pas toujours eu le visage que nous lui connaissons : la planète bleue telle que nous nous la représentons aujourd’hui est née de l’impact d’un astéroïde géant. Les scientifiques ont longtemps pensé qu’il ne restait plus rien de cette Terre avant la Terre, mais une étude vient de bouleverser cette théorie.

L’Univers regorge de mystères et de phénomènes aussi rares qu’extrêmes qui suscitent l’intérêt des chercheurs, mais aussi de tous ceux fascinés par son immensité. Les divers télescopes et appareils photo sont ainsi tournés vers le ciel pour observer cet horizon infini et ses curiosités. Si le Virtual Telescope Project nous permet de suivre en direct divers phénomènes, tels que le passage de deux comètes à proximité de notre planète, le télescope spatial James Webb participe à décrypter le mystère de la naissance des étoiles au cœur de notre galaxie.

En resserrant la focale, nous réalisons que la Terre est elle-même une planète du système solaire avec ses propres secrets que les experts tentent également de percer, tels que la composition chimique originelle de la Terre. Or, des scientifiques viennent de publier une étude dans Nature Geoscience : ils y déclarent avoir identifié pour la toute première fois ce qui pourrait être la preuve directe de la présence de matière résiduelle de la « proto-Terre », une version de notre planète antérieure à celle que nous connaissons aujourd’hui.

Cette étude révèle l’existence de matière issue de la proto-Terre

La proto-Terre est la version originelle de la Terre, née il y a près de 4,5 milliards d’années. Comme le rappellent nos confrères de Space.com, un astéroïde de la taille de Mars l’aurait percutée si violemment moins de 100 millions d’années plus tard que cela aurait donné naissance à la Lune tout en métamorphosant complètement la toute jeune planète. Jusqu’à présent, les chercheurs pensaient que cette collision impressionnante avait supprimé presque toutes les traces chimiques de cette proto-Terre. C’est ce que remet en question une récente étude codirigée par Nicole Nie, professeure adjointe en sciences de la Terre et des planètes au MIT.

Les scientifiques ont découvert un déficit en potassium-40 (l’un des trois isotopes de cette molécule) dans des roches très anciennes provenant du Groenland, du Canada et d’Hawaï, enfouies au cœur de notre planète. Cette anomalie pourrait être l’empreinte chimique du manteau primitif de la Terre originelle – qui aurait donc survécu à l’impact de l’astéroïde. Voici comment les chercheurs ont procédé :

• Ils ont d’abord dissous les roches pulvérisées dans de l’acide,
• Puis ils ont isolé le potassium obtenu,
• Pour mesurer précisément les rapports entre les trois isotopes du potassium, ils ont utilisé un spectromètre de masse ultra-sensible,
• Enfin, ils ont réalisé des simulations informatiques.

Le but ? Identifier si des processus cosmiques ou géologiques connus (impacts d’astéroïdes, fusion planétaire à grande échelle…) pouvaient expliquer les rapports isotopiques observés. Mais à chaque fois, les résultats des simulations montraient une teneur en potassium-40 un peu plus élevée que celles mesurées dans les fragments recueillis.

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Cette découverte ouvre la voie à une meilleure compréhension des origines profondes de la Terre

Pour tenter de reconstituer la composition chimique de la proto-Terre, les chercheurs combinent depuis longtemps celles de différents types de météorites. En 2023, Nie et son équipe avaient étudié des météorites recueillies sur notre planète : elles provenaient d’époques et de régions variées du système solaire.

Ces météorites présentaient aussi des anomalies en potassium, ce qui suggérait que ces différences isotopiques subtiles pourraient servir de traceurs pour identifier l’empreinte chimique de la Terre. Néanmoins, aucune d’elles n’avait exactement le même déficit que celui des roches terrestres récemment analysées, ce qui semble indiquer que ces dernières – qui contiennent encore moins de potassium-40 que prévu – ont une origine différente.

Cette étude montre, selon Nie, que « l’inventaire actuel des météorites est incomplet, et qu’il reste beaucoup à apprendre sur les véritables origines de notre planète ». Surtout, ses résultats offrent une rare fenêtre sur les briques de construction primitives de la Terre et ouvrent la voie à une meilleure compréhension de ce à quoi ressemblaient les planètes à leurs origines.