• Astrophysique: des simulations en laboratoire de la Terre primitive d'il y a plus de quatre milliards d'années montre qu'elle ressemblait en fait à la Vénus actuelle! ____¤202012

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Redox state of Earth’s magma ocean and its Venus-like early atmosphere» sont publiés dans la revue Science Advances, suggère, en simulant en laboratoire la Terre primitive d'il y a plus de quatre milliards d'années et les interactions entre un océan de magma global transitoire et son atmosphère, que notre planète ressemblait en fait à la Vénus actuelle.

     

    Pour réaliser en laboratoire une mini-Terre primitive, l'étude est partie «de roches synthétiques reproduisant la composition chimique du manteau et de la croûte de la Terre», car on sait aujourd'hui que «le manteau terrestre est largement composé de péridotites, des roches verdâtres riches en olivine» et «qu'il a été partiellement dégazé et donc qu'une partie de l'atmosphère terrestre et de l'eau sur Terre provient du manteau et qu'inversement au moment où un océan de magma existait, celui-ci était en interaction direct avec l'atmosphère d'il y a plus de 4 milliards d'années», après, en particulier, «la collision entre la Terre et Théia, collision à l'origine de la Lune».

     

    Les échantillons de roches synthétisées ont été chauffés «à pas loin de 2.000 °C» formant «des planètes miniatures de 2 mm de diamètre», qui ont été plongées «dans des flux de gaz, représentant divers scénarios possibles pour l'atmosphère primitive de la Terre, afin de déterminer quelles interactions pouvaient en résulter». De la sorte, «l'effet de ces gaz, et donc de la composition atmosphérique», a «été enregistré dans la roche en fusion à travers le rapport entre fer oxydé et fer réduit présent dans ces micro-planètes de silicate fondu».

     

    Il est alors apparu que «le rapport mesuré correspondant le mieux aux roches du manteau terrestre n'est pas compatible avec l'idée que l'atmosphère de la Terre était riche en ammoniac et méthane, contrairement à ce que l'on a souvent pensé». Concrètement, les analyses «laissent penser que l'atmosphère de la Terre du début de l'Hadéen devait en fait beaucoup ressembler à celle de Vénus aujourd'hui, et devait être largement constituée dioxyde de carbone (l'oxygène n'est massivement apparu que moins de deux milliards d'années plus tard à cause de la vie)».

     

    Autrement dit, «il semble que cette atmosphère était composée de CO et de HO avec de l'azote, et aurait été sous sa forme moléculaire (N) plutôt que sous forme d'ammoniac (NH)». Ainsi, «quand l'océan de magma s'est suffisamment refroidi pour se solidifier, sa température a ensuite suffisamment baissé pour provoquer la condensation de la vapeur d'eau et la naissance d'océans, mais avec une atmosphère à 97 % de CO et 3 % de N₂, sous une pression totale d'environ 70 fois la pression atmosphérique actuelle».

     

    De ce fait, «un très important effet de serre comparable à celui observé sur Vénus de nos jours devait exister, rendant la Terre encore infernale même après la formation de sa croûte solide». En outre, le rapport CO / N, qui a été déterminé «est étonnamment similaire à celui de l'atmosphère actuelle sur Vénus.

     

    Comme «la Terre et Vénus ont des tailles et des compositions très voisines», cela pose le problème de savoir pourquoi il y a «de telles différences entre des planètes sœurs, presque jumelles». L'explication «tient probablement à un emballement de l'effet de serre dû à la trop grande proximité de Vénus au Soleil», un emballement, qui, selon «certains planétologues», pourrait être «relativement récent à l'échelle de temps de l'Univers, seulement il y a 700 millions d’années environ».

     

    Pour ce qui concerne la Terre, plusieurs facteurs se seraient combinés pour en faire la planète 'océan' que l'on connaît aujourd'hui». En premier lieu, la réaction découverte et étudiée en 1952 par le prix Nobel de chimie Harold Urey, qui porte son nom, «suggère que les silicates de calcium produits par l'érosion du cycle de l'eau auraient réagi avec le CO2 atmosphérique pour produire des carbonates qui ont alors précipité dans les océans, faisant chuter le taux de gaz carbonique drastiquement».

     

    Ensuite, sur une échelle de temps plus longue, «la tectonique des plaques, entretenue par des sédiments et des roches gorgés d'eau injectés dans le manteau par subduction, aurait produit un cycle du carbone relâché dans l'atmosphère par les volcans, produisant une sorte de thermostat auto-entretenu sur des millions d'années» aboutissant à l'explosion de vie sur Terre.

     

     


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