Origine de l'eau sur la Terre

Il y a 4,5 milliards d'années, la Terre s'est formée par accrétion de poussières silicatées recouvertes d'une fine pellicule d'eau. De nos jours, environ 70,9 % de la surface de la Terre est recouverte d'eau.

L'origine de l'eau sur Terre

Aujourd'hui encore, les scientifiques ne sont pas unanimes quant à l'origine de l'eau sur Terre, principalement présente actuellement (et depuis des milliards d'années) dans ses océans. Les océans se seraient individualisés il y a 4,4 milliards d'années. L'étude de zircons très anciens permet de mettre en évidence qu'ils ont été en contact avec de l'eau liquide. C'est à dire que de l'eau liquide existait à la surface de la jeune Terre il y a 4 404 ± 8 Ma. Ces études mettent en évidence la présence d'une jeune hydrosphère mais aussi un environnement caractérisé par des températures autorisant l'existence d'eau liquide (théorie de la « cool early Earth »).

L'hypothèse la plus prisée des scientifiques est celle des chondrites carbonées qui sont arrivées sur Terre à la fin de l'accrétion et qui transportaient de l'eau.

L'eau pourrait provenir des comètes, qui, après la période d'accrétion, se sont écrasées sur Terre. En effet, les comètes sont des corps célestes issus de la ceinture d'Edgeworth-Kuiper ou du nuage d'Oort ; elles ont un diamètre en général inférieur à 20 kilomètres, et sont composées à ~80 % de glace. On pense aujourd'hui que l'apport cométaire est faible. Seulement une faible partie (≈ 10 %) proviendrait de cométésimaux de la région Uranus-Neptune et de la ceinture d'Edgeworth-Kuiper.

L'eau pourrait également être issue de la nébuleuse protosolaire, avoir ensuite été stockée à l'intérieur lors de la formation de la planète puis relâchée par dégazage des magmas (contenant de l'eau liée aux silicates des minéraux hydratés et des gaz emprisonnés dont l'hydrogène et l'oxygène).

Une quatrième hypothèse, plus minoritaire, invoque l'apport d'eau par les micrométéorites, dont le diamètre est de l'ordre du micromètre mais qui sont très fréquentes.

Pourtant, de récentes découvertes semblent suggérer aux scientifiques qu'il n'y aurait pas un seul, mais au moins deux phénomènes à l'origine de l'eau. En effet, en évaluant le rapport du deutérium sur l'hydrogène présents dans la comète de Halley grâce aux mesures de la sonde Giotto et en comparant ce rapport avec celui mesuré sur Terre, les astrophysiciens ont constaté une différence qui les a poussés à penser que l'eau ne provenait pas uniquement d'impacts météoritiques ou cométaires, comme certains le pensaient, mais qu'elle provenait aussi d'une autre source, sûrement l'eau du dégazage du globe. En effet, ils ont obtenu un rapport D/H de quelque 3×10-4 pour les comètes, contre 1,5×10-4 dans les océans terrestres.
Mais, par quelque moyen que ce soit, l'eau, une fois arrivée sur Terre, sous forme gazeuse ou solide selon les cas énoncés, s'est, dans l'hypothèse des météorites et des comètes, évaporée à cause des conditions de température lors des impacts ; elle a été ensuite retenue par l'atmosphère protectrice. Dans l'hypothèse du dégazage, l'énergie fournie par la Terre a entrainé un volcanisme important qui a permis à l'eau de s'échapper du manteau terrestre.

Puis, la température diminuant, la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère qui a été à l'origine d'une couche nuageuse épaisse autour de la planète, s'est peu à peu condensée. Aussi, pendant des millions d'années, un déluge de pluies torrentielles, chaudes et acides, s'est abattu sur Terre, responsable de l'apparition des océans. Une bonne partie du CO2« initial » a dû être capté dans les roches, altérées par l'acidité de l'eau, sous forme des premiers carbonates. Puis, le climat a dû se stabiliser, ces océans se sont maintenus et après que la vie est apparue, la photosynthèse a contribué à la diminution du taux de CO2. La température a continué à diminuer de telle sorte que l'eau sous forme de glace a pu enfin se maintenir sur Terre. Ainsi l'eau était désormais présente sous ses trois états.

Origine de l'eau sur la Terre