Une étude, dont les résultats intitulés «Planetary and meteoritic Mg/Si and δ³⁰Siδ30Si variations inherited from solar nebula chemistry» ont été publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de reconstituer les abondances relatives en magnésium et en silicium dans le système solaire plus précisément que ce qui avait été fait jusqu’ici, grâce à l’analyse de la composition isotopique en silicium des angrites, une classe rare de météorites.

Soulignons tout d'abord que «la détermination de la composition chimique globale de la Terre est l’une des questions clef qui occupe depuis longtemps les géochimistes» en raison du fait que «la grande majorité des matériaux qui forment notre planète ne peuvent pas être directement échantillonnés au delà de 30 km de profondeur». Cependant, «le développement récent de la géochimie isotopique des éléments majeurs constituant la Terre profonde, comme le fer et le silicium» ont permis, depuis une dizaine d’années, quelques avancées significatives.

Ainsi, il a été admis «en comparant la composition isotopique du silicium de la Terre à celles des autres planètes telluriques du système solaire, notamment la Lune», que «la composition isotopique plus lourde de la Terre (de l’ordre de 0.2‰ pour le rapport ³⁰Si/²⁸Si) pouvait s’expliquer par la présence significative (de l’ordre de 10%) de silicium dans le noyau de notre planète».

C'est dans ce contexte que l'étude ici présentée a découvert que les angrites «présentent une composition isotopique du silicium plus lourde que celle du manteau terrestre (de presque 0.1‰ pour le rapport ³⁰Si/²⁸Si)» alors que, jusqu’ici, jamais «une composition isotopique aussi lourde n’avait été obtenue sur aucun autre astéroïde ou planète du système solaire».

Comme «les faibles pressions qui ont régné à l’intérieur du corps parent des angrites, relativement à celles de la Terre, ainsi que des conditions beaucoup plus oxydantes, n’ont pas permis à des quantités notables de silicium d’incorporer le noyau métallique depuis le manteau silicaté de cet astéroïde», l’hypothèse «du silicium incorporé dans le noyau terrestre basé sur les compositions isotopiques du silicium» doit être réexaminée.

L'explication se trouve «dans la séquence de condensation des solides qui s’est produite autour du soleil jeune lors du refroidissement de la nébuleuse protoplanétaire, et à partir desquels les planètes se sont formées ultérieurement par accrétion».

Plus précisément, un rôle fondamental est attribué à «la condensation de la forstérite, une olivine riche en magnésium, similaire à celle que l'on trouve dans le manteau terrestre», car «le fractionnement isotopique entre le gaz SiO et la forsterite à 1370 K dans la nébuleuse solaire peut avoir produit les variations isotopiques du silicium et les rapports Mg/Si observés».

En conséquence, cette étude, qui permet «d’évaluer plus précisément les abondances relatives en Mg et Si des planètes et astéroïdes du système solaire que ce qui avait pu être fait jusqu’ici», abaisse l'estimation de la composition en silicium du noyau de la Terre «à 3,6% en poids, au lieu de 10%.