juin 30, 2022

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Le retour de l’échantillon d’astéroïde révèle de l’eau à la surface de ses roches

Zoom / Itokawa, la source originale des grains de poussière examinée dans une nouvelle étude.

Il y a une dizaine d’années, nous avons été surpris de découvrir que Bonne quantité d’eau Sur le surface de la Lune. Étant donné que la Lune n’a pas d’atmosphère et reçoit suffisamment de rayonnement solaire pour faire bouillir de l’eau, la façon dont cette eau est arrivée n’était pas claire. Une explication proposée à l’époque était que le vent solaire envoyait un flux constant de protons hors du système solaire, et ceux-ci pourraient interagir avec la matière lunaire pour produire de l’eau.

Avance rapide d’une décennie, et nous avons maintenant des échantillons d’astéroïdes ramenés sur Terre par deux sondes différentes. En travaillant avec une partie du matériel obtenu par la mission japonaise Hayabusa, les chercheurs y ont également trouvé une fine couche riche en eau, compatible avec le maintien en place du vent solaire. Les chercheurs à l’origine de la découverte suggèrent que cela signifie que de nombreux corps du système solaire sont susceptibles d’être assez riches en eau – un réservoir qui pourrait apporter une contribution significative aux océans de la Terre.

Seulement la peau en profondeur

L’astéroïde 25143 Itokawa a été la cible de la première mission réussie de retour d’un échantillon sur un astéroïde. Itokawa est ce qu’on appelle la « pile de roubles », constituée de petits fragments créés par des collisions entre astéroïdes, puis lentement rassemblés par gravité. De tels astéroïdes peuvent s’être fragmentés et remodelés plusieurs fois au cours de leur histoire et peuvent être constitués de parties de plus d’un corps.

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Une grande équipe de recherche internationale a récupéré certains des fragments qui sont revenus sur Terre et les a soumis à diverses techniques d’imagerie. Les chercheurs ont découvert que les 40 à 180 nanomètres de roche les plus éloignés étaient altérés au fil du temps dans l’espace par le bombardement par un rayonnement à haute énergie. Cette zone contient également des niveaux élevés d’eau et d’ions hydroxyle (OH.).). Cela correspond à l’eau produite par la réaction entre les protons du vent solaire et les matériaux riches en silicates des roches elles-mêmes.

Sur la base de la profondeur typique de la matière déplacée par le vent solaire, les chercheurs peuvent calculer la quantité d’eau dans des particules de différentes tailles. Et bien qu’il y en ait très peu ici individuellement, Itokawa a beaucoup de minuscules particules ressemblant à de la poussière, qui ont une surface élevée pour son volume. Donc, tout cela représente environ 20 litres d’eau dans chaque mètre cube de régolithe pulvérisé sur l’astéroïde.

Cette partie surélevée est possible parce que toute la poussière sur Itokawa s’est dispersée dans et hors de l’espace au cours du passé rempli de collisions du tas de décombres. Par conséquent, même si quelque chose est maintenant enterré à l’intérieur, il aura presque certainement été exposé au vent solaire dans le passé.

Étrangeté isotopique

Assemblez tous les tas de gravats qui parcourent le système solaire, ainsi que les surfaces supérieures de tous les corps sans air, et il y a une quantité appréciable d’eau retenue par les corps apparemment secs. Ce qui est potentiellement très intéressant si l’humanité peut se frayer un chemin vers une exploration prolongée.

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Mais l’eau a également des implications pour le présent et le passé de la Terre. On pense que la majeure partie de l’eau de la Terre est arrivée après la collision massive qui a fragmenté la proto-Terre et produit la Lune. Au fil du temps, de petits objets sont tombés au sol et ont apporté de l’eau avec eux pour former nos océans.

Le problème est que si nous regardons les éléments de notre croûte, les objets qui ont atteint la Terre ont un rapport d’isotopes d’hydrogène différent de celui de l’eau de notre océan. En d’autres termes, les océans contiennent de l’eau (en termes d’isotopes) un peu plus légère que l’eau des astéroïdes dont la composition est similaire à celle de la Terre. En revanche, le vent solaire a généralement des isotopes d’hydrogène plus légers que ceux que nous voyons dans nos océans. Ainsi, les chercheurs suggèrent que le vent solaire a indirectement contribué à remplir les océans de notre planète en produisant de l’eau sur des particules de poussière qui sont finalement tombées sur Terre.

Enfin, ils constatent que le processus n’est pas terminé. À l’heure actuelle, environ 30 000 tonnes de grains de poussière tombent de l’espace chaque année. Ces minuscules particules contiendront plus d’eau par masse que tout ce qui est exposé au vent solaire. Dans une année donnée, c’est encore un peu d’eau. Mais il a commencé à s’accumuler au cours des milliards d’années autour de la Terre.

Astronomie de la nature, 2021. DOI : 10.1038 / s41550-021-01487-w (À propos des DOI).

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